狭义的海洋技术是服务于海洋科学要求的观测、探测数据获取的应用技术学科。曾经有一位老先生跟我讨论过海洋技术的学科边界问题,他认为海洋技术只需要管获取、处理数据,不需要关注海上施工作业的环节,所以更侧重于传感器原理及开发、应用等方面。 这个说法我个人认为指导学科课程设计没有问题,但如果从工作对象的特点出发,面向系统研制、产品开发和实际应用,可能就差点儿意思了。首先是海洋环境高温、高湿、高盐、强冲击、强紫外“三高两强”的严苛性,其次是高动态、时空差异显著产生的复杂性,最后还有施工作业环节高昂的运行成本,等等这些必然导致海洋技术强调实践且具有很强的交叉性,想要实现系统功能达到设计目标,除了传统的声学、光学、电子、软件等以外,材料、流体、结构、机械、人机工学等等也都得考虑。 要你命3000 所以今天我就以一个二手健身教练的视角,从任务目的和作业实施出发,来聊聊海洋技术。 不才,无护具卧推135kg 先说任务目的。 人类最早关注海洋一定是因为喜欢海里的小动物,尤其是它们熟了以后,那时候住在海边的先民留意的可能只是潮涨潮落,因为要下潮间带捡海货;后来制造的工具越来越复杂,有了木筏、船桨、铲子、渔网……海边既可以晒出晶莹剔透的盐巴,也能捕到肥美的鱼虾;慢慢的在有些魔怔的想法驱使之下开始驾船往远处跑,注意到每年总有那么几天,风向是固定的;沿岸航行过程中,发现岸上的山丘向海延伸的岬附近暗礁众多容易搁浅,但两个岬之间有沙滩的地方往往适合抛锚停船;等跑到离岸足够远的大洋里,发现在一定区域波涛汹涌的水面之下水流的方向大体不变…… 再后来,人们面对茫茫大海会问三个问题: 我在哪儿? 这里多深? 下面有什么? 这三个问题就引出了海洋技术最初的任务目的。 Wilson 你看,世间本没有海洋技术,琢磨海洋的人多了,也便有了海洋技术。 鲁迅先生,得罪了 发展到现代,海洋技术的任务目的已经可以完全按照海洋科学不同研究方向的关注点来清晰划分,捡大的专业方向来讨论各自关注的海洋环境要素数据: 物理海洋——主要包括海洋水文、海洋气象,简单来说就是海水和海面大气的运动和相互作用情况,温盐密浪潮流温湿压风力风向等; 经典洋流模式图 海洋地质——主要包括海底构造、海洋沉积、地球化学,海底板块的活动、海底沉积物的形态特征、物理化学组成以及和海水之间的相互作用; 地球去水形态 海洋生化——主要包括海洋化学、海洋生物,无机物、有机物的生、储、运,微观细致到元素尺度,宏观延伸到海洋生态。 海洋里的食物链 再说作业实施。 比较old school的包括调查船艇的定点、走航作业,岸基、濒海观测装置的布设、运维,各种相样品的采集、预处理,各种水面、水下固定、移动式装置的布放、回收……等外业施工工作,当然还有这些工作后续内业的样品处理、实验室分析,以及数据的处理、分析等。 收个CTD回来内裤都是湿的 走向深海 现在一些传统作业手段逐渐与具有一定自主机动能力的无人系统融合,产生了各种各样的可用于海洋环境要素数据采集的智能化无人装备,用比较时髦的话来说——算是海洋领域的“新质生产力”,回头单开一篇细说,这里就不展开了。 多模混动无人航行器 所以,从任务目的和作业实施的角度出发,获取海洋环境要素数据这个需要人、机、技三者有机结合的实践过程中的工具、方法、手段,都应该属于海洋技术的范畴。 大海里面“宝贝”多 说了这么多,总结一下。 现代海洋科学的体系形成之后,相当于明确了“做什么”,而海洋技术则是解决“怎么做”的问题,因此海洋技术的发展目的就是为了提升获取海洋环境要素数据的准度、精度、广度以及连续性,同时提高获取数据过程的效率、安全性,并降低其成本。 海上落日 基于以上分析,我们可以把海洋技术分为两个大方向:一个是传感器技术或称载荷技术,主要指仪器设备的设计、开发及获得数据的解析、存储和处理等;另一是平台技术或称运载技术,主要指搭载体的设计、开发及应用等。 下回书聊聊载荷技术。
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