我国海洋调查史，带你了解海洋调查的前世今生

海洋调查是帮助我们认识海洋的重要手段，为海洋科学研究﹑海洋资源开发﹑海洋工程建设﹑航海安全保证等方面提供基础资料和科学依据。我国的海洋调查起步相对较晚，让我们一起来看看它的前世今生。

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中国海洋调查历史

早在17、18世纪，西方殖民者便开始了海洋调查工作。当时的海洋调查主要是为航海服务，而且调查工具十分简陋：最开始用绳子拴着石头测深，后来改用铅块代替了石头。1874年，西方发明了颠倒温度计，用于测量不同深度海水的温度。

图1-1 颠倒温度计

水深和温度可以说是海洋调查中最古老的指标。还有“漂流瓶”，起初也是一种用于测量海洋表层流的工具。随着科技的进步，声呐测深仪、Argo浮标等先进设备才逐渐涌现。

图1-2 漂流瓶

新中国成立以后，我国开始重视海洋调查。20世纪50年代中期，我国开始将渔船、拖船、旧军用辅助船等改造成海洋调查船，摸索积累近海调查的经验。

上世纪七八十年代，“厄尔尼诺”现象和“拉尼娜”现象在太平洋东西跨度数万公里和南北跨度数千公里持续出现，导致了全球气候异常。为此，中国和美国联合开展了海气合作调查，通过中美海气调查，我们获得了有关西太平洋大量系统而全面的海洋和大气资料，根据这些资料，首次成功地预报了1986-1987年发生的厄尔尼诺现象。

图1-3 “向阳红01”号

上世纪60年代，伴随世界各国开始设计建造专门海洋调查船的潮流，我国也加快自行设计和建造海洋调查船的步伐，成为第一批专门设计建造海洋调查船的国家；

70年代至80年代初期，为满足国家远程运载火箭发射试验等国防工程和相关重大海洋专项的调查需求，我国有计划地发展不同型号的远洋调查船；

80年代中期至21世纪，我国真正进入深远海以及极地调查时代，也进入了海洋调查船发展的高峰期，先后建造了“科学”号、“向阳红03”号、“向阳红01”号等较先进的海洋调查船，为海洋科学调查研究提供了强有力的保障。

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中国海洋调查现状

海洋仪器

国家海洋技术中心已成功研制了"OST"全系列温盐深测量仪，可适用于多种应用平台和海区，包括南北极海域、万米级深海海域。

其中，"感应耦合传输CTD"搭载漂流浮标平台实现了南极西风带海域无故障运行200天，搭载潜标平台在西太平洋海域无故障运行370天；

"定点式温盐深测量系统"应用海试突破5915米，创造了国产高精度温盐深测量仪最大试验水深记录。科研人员还对20世纪研发的SYA2系列实验室盐度计进行了升级，研制出了测量准确度更高、可靠性更强、自动化程度更高的新一代 “SYA3-1实验室盐度计”，经第三方检验机构检定，性能已达国际先进水平。

图2-1 OST15M海试现场

卫星

我国发射了三种系列卫星，包括海洋水色卫星系列、海洋动力卫星系列、高分三号卫星。

海洋水色卫星系列HY-1A、HY-1B和HY-1C卫星，主要观测要素为海水光学特性、叶绿素浓度、悬浮泥沙含量、可溶有机物、海表温度等。

海洋动力卫星系列包括HY-2A、HY-2B和CFOSAT卫星，主要观测要素为海面风场、海面高度、有效波高、重力场、大洋环流和海面温度等。

高分三号卫星具备12种成像模式，涵盖传统的条带成像模式和扫描成像模式，以及面向海洋应用的波成像模式和全球观测成像模式。

图2-2 海洋一号A卫星在轨三维模拟图

调查船

2018年9月12日，中国水产科学研究院两艘3000吨级海洋渔业综合科学调查船“蓝海101”“蓝海201”在沪东中华造船（集团）有限公司正式下水。

这标志着中国最大的两艘海洋渔业综合科考船主体建造完成，进入舾装阶段，不久将以优良的船舶性能和强大的科考功能服务海洋渔业资源调查。

调查船建成后将可满足无限航区和南北两极（除冰区以外）海域的航行要求，技术水平和调查能力达到国内领先、国际先进水平，具备海洋渔业资源、水文、物理、化学、声学、遥感等综合要素的同步探测、分析和处理能力，具备考察数据采集、样品取样和现场分析能力，能够开展渔业资源调查评估、渔业生态环境监测评价、渔业卫星遥感应用、渔具渔法研究与试验等科学研究任务，通过共享共用机制，为中国海洋渔业科学研究、国际渔业科技合作与交流、海洋渔业科研人才团队培养提供调查公用平台和人才培养平台 。

图2-3 “蓝海201”号调查船

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未来发展建设

                               
www.52ocean.cn、CTD、水下摄像机等调查设备,已满足海洋调查相当一部分的场景需求,但无人船艇在实际的海洋调查作业中,目前还仅是配角。未来无人船艇要在海洋调查中扮演更重要的角色,需要攻克关键的技术难题。

一是动力更持久续航能力更强的无人船艇。目前其续航力一般在几十海里至几百海里,其动力一般是电池提供,基本上能够满足海岸带调查的需要。但是,在远海和大洋,由于仅靠电池提供动力,其续航能力不可能满足实际海洋地质调查的需要。如果是在远洋进行走行式调查,大吨位、油电混合动力的船可能更符合实际工作的需要。如果是在远洋进行定点观测,可利用太阳能风能或者波浪能等再生能源为无人船艇提供自动归位的动力和并持续为观测设备提供电力。

图3-1 云洲“瞭望者Ⅱ”

二是拓宽无人船艇在海洋调查中的应用场景。目前,无人船艇在海洋调查中主要应用于海岸带调查,多用于开发的前期调查和后期监测。在远海礁盘浅水区,偶尔也会替代工作艇作业。未来无人船艇要想在海洋调查中的作用，不能只停留在进行地形测量,重力、磁力、海流测量等常规的海洋地球物理调查方法都应该在无人船艇上实现,并且可以根据任务需要进行不同工作模块 的搭载。此外,目前海洋调查船大多是单船进行作业,而无人船艇未来也可向集群化发展,组成无人船艇海洋调查船队,和母船或者无人机进行协同作业,提高工作效率。[1]

图3-2 C-Worker 5 无人船[2]

                               
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集约化

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图3-3 海洋调查立体观测平台

首先是要建立调查船共享平台，将各类专业调查船舶登记上网，公布其性能、航行计划等，便于有需要的单位共享搭载，提高船舶使用效能。船队应继续深化管理，在船舶备品、备件、专业设备、人员交流和调查资料共享共用等方面实现更大的突破。

其次国内海洋调查船队不仅要加强对船舶的管理和协调，还要整合全国力量，制定规划和政策，形成较大的行业影响力，并在此基础上，争取国家对船队的直接经费支持和资助。

最终是建成全国统一管理的海洋调查船队，彻底改变调查船分散管理的局面：

1.船队能够制定统一发展战略和规划；能够制定行业管理和技术标准，推动中国海洋调查发展；

2.能够对国内海洋建设提经费支持，保证船舶正常运转；

3.根据国家海洋调查任务需要，科学合理分配调查船时，保证船舶能力的充分使用，避免重复；

4.能够组织开放航次，实现航次的共享和共用；实现科考码头和基地的共享和共用。[3]

中国近海和大洋观测计划介绍

图4-1 NPOCE国际合作计划

NPOCE国际合作计划是一个由中国科学家发起，多个国家、多家研究机构参与的国际合作计划。据了解,目前, NPOCE国际合作计划已获得中国、美国、日本、澳大利亚、韩国、法国、德国、印度尼西亚、菲律等9个国家、19家科研机构的支持。40余位科学家直接参与相关调查研究,中20位为中国科学家，他们在其中发挥着主导作用。20位中国科学家分别来自中国科学院、中国等院校和国家海洋局系统等主要的海洋研究机构。

图4-2 NPOCE国际合作计划启动大会

NPOCE国际合作计划围绕西北太平洋西边界流，及其与邻近环流系统的相互作用、在暖池维持和变异中的作用、区域海气相互作用及其气候效应"等科学主题,通过组织以现场观测和数值模拟为主要研究手段的国际合作调查研究，实现"观测、模拟和理解西北太平洋海洋环流的动力机制及其在全球和区域性气候变化中的作用"的科学目标，为提高和改进我国气候预报能力提供理论基础。

此次参与NPOCE国际合作计划的各国均明确了分工。其中，中国科学家结合国家"973"、"863"、国家自然科学基金等重大科技项目，关注NPOCE国际合作计划所提出的所有问题，实施要点包括锚定系统观测，诊断研究和海洋气候的数值模拟等。

澳大利亚科学家主要关注NPOCE国际合作计划中所提出的"西北太平洋西边界流,及其与邻近环流系统的相互作用”两个主题进行研究，于2011年1月份给出NPOCE关注海域0.1度x0.1度海洋预报和再分析资料,该资料将用于同化NPOCE观测资料,模式间的比较等。日本主要关注NPOCE国际合作计划中提出的"西北太平洋西边界流在暖池维持和变异中的作用"进行研究，实施要点包括观测和数值模拟等。

图4-3 大洋综合立体观测系统

NPOCE国际合作计划，在西太平洋设计规划了包括潜标、卫星SST、SSH、传统断面等综合观测项目。以此为契机，中国科学院在战略性先导科技专项的资助下，经过统筹安排和周密部署，3年多来先后组织综合考察航次3次,成功收放潜标73套次，建成了由16套深海潜标组成的我国西太平洋科学观测网并实现稳定运行，获取西太平洋代表性海域连续3年的温度、盐度和洋流等数据。

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参考文献

[1]方中华,褚宏宪,冯京,杨源.无人船艇在海洋地质调查中的应用及展望[J].海洋地质前沿 2020,36(03):72-77.DOI:10.16028/j.1009-2722.2019.138.

[2]常继强,蒲进菁,庄振业,曹立华,张永华.无人船在海洋调查领域的应用分析[J].船舶工程,2019,41(01):6-10+78.DOI:10.13788/j.cnki.cbgc.2019.01.02.

[3]李朗. 中国海洋调查船队建设研究[D].中国海洋大学,2014.