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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]
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]
) e8 S- Q% w$ g; V2 J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。
4 Y% O4 i; _* H! k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.
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