第一章 海洋调查和探测技术(part1).-海洋仪器网资料库

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第一部分

1872年12月—1876年5

英国皇家学会组织了

“挑战者”号在大西洋、

太平洋和印度洋历时3

年5个月进行环球海洋

考察。

“挑战者”号为三桅蒸汽

动力帆船,船长226英

尺(68.9米),2300吨

挑战者

级,航程12.6万公里

人类历史上首次综合性的海洋科学考察

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“挑战者”号上的动物实验室

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“挑战者”号上的化学实验室

采集了大量海洋动植物标本和海水、海底底质样品,发现了715个新属及4717个海洋生物新种,其中甲壳类约1000种;发现大量深海动物,证明生物在深海可以生存,能够承受巨大水压;

编制了第一幅世界大洋沉积物分布图;此外还测得了调查区域的地磁和水深情况。

第一次使用了颠倒温度表。经过测量,了解到海洋深层水温的分布规律; 根据海水分析结果,得到世界各海域海水化学成分恒定的重要结论;绘制了等深线图;首次在大西洋加那利群岛、太平洋塔希提岛和夏威夷群岛附近深海底采到了锰结核,并发现了深海软泥和红粘土。

这些调查获得的全部资料和样品,经76位科学家长达23年的整理分析和悉心研究,最后写出了50卷计2.95万页的调查报告。插图3000张。

被誉为“奠基性调查”

从生物综合性调查到海水物化性质和地质地貌地调查阶段

1925一1927年德国“流星”号在南大西洋进行了14个断面的水文测量,1937一1938年又在北大西洋进行了7个断面的补充观测,共获得310多个水文站点的观测资料。这次调查以海洋物理学为主,内容包括水文、气象、生物、地质等,并以观测精度高著称。

这次调查的一项重大收获是探明了大西洋深层环流和水团结构的基本特征。 另外,第一次使用回声测仪探测海底地形,经过7万多次海底探测,结果发现海底也像陆地一样崎岖不平,从而改变了以往所谓“平坦海底”的概念。

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新建海洋调查船大发展时期

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首次使用

计算机

“美国阿特兰蒂斯II”号调查船

中国第一艘海洋调查船“金星”号,是1956年用一艘远洋救生拖轮改装而成的,适用于浅海综合性调查。“金星”号投入使用20多年,为研究渤海、黄海、东海测取了大量资料。60年代开始,中国先后建造和引进了大批大、中、小型调查船。中国的海洋调查船具有船体较大、生活与工作条件较好的特点。

1.专用的探测仪器装置、起吊设备、工作甲板、实验室、船员长期工作和生活的设施。

2.船体坚固,有良好的稳定性和抗浪性。

3.操纵灵活,且具稳定的慢速推进性能。

4.准确可靠的导航定位系统。

5.充足和完备的供电能力,对于水声专业调查船,需另设无干扰电源。

按海区分类:

近海调查船、远洋调查船 按调查任务分类:

综合调查船

专业调查船

特殊调查船

综合调查船:从事海洋基础科学实验的综合调查。

综合调查船仪器设备系统可同时观测和采集海洋水文、气象、物理、化学、生物和地质基本资料和样品,并具备进行数据整理分析、样品鉴定和初步综合研究所需的条件和手段。

必须具有优良的稳定性、操纵性、续航能力、自持能力,防摇防震防噪声干扰以及供电、导航、低速等性能。

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船体较综合调查船小,任务单一。

常见的有海洋测量船、海洋物理调查船、海洋气象调查船、海洋地球物理调查船、

海洋渔业调查船和打捞救生船。

特种海洋调查船

按专门任务建造的结构特殊的调查船,如:①航天用远洋测量船。仪器设备可考察高层大气,接收卫星或宇宙飞船等太空装置发来的信号,并可向太空装置发布指令等。

②极地考察船。船体特别坚固,具破冰行驶能力和防寒性能。

③深海钻探船。能进行海底钻井、采样、深海调查等。

①航天用远洋测量船

我国的“远望”号航天测量船

“远望号”是中国航天远洋测控船队的名称,中国目前拥有6艘远洋测控船,分别命名为远望一号至远望六号。

“远望”号测量船是中国在20世纪70年代研制成功的一艘现代化测量船。“远望”一号建成于1977年8月,“远望”二号建成于1978年9月。该舰舰长190米,宽22.6米,高38.6米,排水量21000吨。

在“远望”号测量船上装备有完善的导航设备和精密的测量系统。它的导航设备除了一般舰船上使用的光学、天文导航设备、惯性导航设备、无线电导航设备外,还装备卫星导航和声呐信标导航设备,从而可以精确测量船位,保证对导弹、卫星、飞船测量的精确。

1980年5月第一枚远程运载火箭测量

1980年10月潜艇发射运载火箭测量

1990年亚洲一号测量

1997年东方红三号,风云二号

2005年“神六”飞船载人航天试验中。四艘“远望”号测量船分别布阵于太平洋(远望一号,远望二号)、大西洋(远望三号)、印度洋(远望四号)执行对“神六”飞船的测控任务 2008年神七测量

②极地考察船

为考察两级而建造的船体坚固、破冰能力强、防寒性能好的调查船。

美国1973年“极星”可破冰6m冰层。 前苏联1975年、“M萨莫夫”1.7m冰层

我国极地考察船“雪龙”号,直升机,80人

“极地号”在改装之前,原是一艘超龄不用的干货船,改装后于1986年冬至1987年春首航南极长城站,并在南太平洋进行海洋考察。1988年冬至1989年春又航行南极中山站,遇到冰山崩塌,小汽车般大小的冰块,撞击船舷,船首破裂进水,在穿过西风带到澳大利亚途中,遇到特大风浪的袭击,船倾斜30°多,都能安全脱险。

(3)深海采矿钻探船-为试验开采洋底锰结核矿而建。

美国采矿船“格洛玛?勘探者”号,1974年建,35000t排水量,

具有海底采矿、打捞、铺设海底管线和海洋调查多种功能。

我国极地考察船“雪龙”号

我国第三代极地考察破冰船“雪龙”号于1993年从乌克兰进口。前苏联解体后,中国以1750万美元低价购得,然后船厂按照中国的需求于1993年3月25日改造完工。该船耐寒,能以0.5节航速连续冲破1.2米厚的冰层,技术性能先进,属国际领先水平,也是我国进行极区科学考察的唯一的一艘破冰船。

自1994年10月首航南极以来,“雪龙”号已先后11次赴南极、3次赴北极执行科学考察与补给运输任务。

计算机网络化

低速操控性

导航设备

动力定位性

实验室、作业区布局和调查设备 调查船新型船体设计

海洋浮标为一类载有探测用的各类传感器的海上平台。

海洋浮标作用:为海洋环境预报、航海运输、海洋科学研究以及海洋开发,提供实时的海洋信息。

我国第一个海洋海洋浮标HFB-1,1978年青岛研制,1979年安装在黄海南部。

特点:连续定点工作、抵御恶劣环境、定时测量。

浮标HFB-1测量的海洋水文气象要素: 流速、流向、表层水温、10m层深水温、风速、风向、气温、相对湿度、气压。

海洋浮标的分类

(1)锚泊浮标:又称海洋资料浮标或海洋遥测浮标。

(2)漂流浮标:可以在海上随波逐流地收集大面积有关海洋资料。

(3)潜标:可潜于水中,主要用于深海测流和深层水文要素。

包括海上测报和岸上接受两部分

(一)海上测报部分

浮体---为仪器设备载体---多采用圆形

漂流浮漂采用圆锥柱状体

传感器系统---各种海洋水文、气象测量。

数据采集和处理系统 通信系统

电源系统

锚泊系统

(二)岸上接收部分

包括遥控发射机、遥测接收机、天线(菱形、笼形或卫星接收天线)、时序控制器、解调译码器、计算机、记录媒介。

近海布设:美国70个,日本4个,泰国7个。

世界上第一颗海洋研究卫星

1978年6月26日美国(Seasat-A)

每昼夜14周,36小时将地球的海洋95%监测一遍。

航天遥感始于1960年,气象卫星-海洋研究

一.遥感工作平台

(一)地面遥感平台 (二)船舶遥感平台 (三)航空工作平台 (四)航天遥感平台

二.遥感传感器

(一)可见光传感器 (二)红外传感器 (三)微波传感器

三.遥感信息处理

(1)把用户看不懂的信息转换成用户看的懂的信息。如照片、图片等

(2)把图像(照片)中不明显的信息显现出来

(3)把图像(照片)中的灰阶数字化 目前两种:电子光学影像增强技术,计算机信息处理技术

四.遥感技术在海洋中的应用

(1)海洋气象学

观测台风,灾害预报

(2)海洋水文学

海面温度、盐度、海流和海冰

(3)海洋生物学

观测海水的水色、透明度、叶绿素。

(4)海洋渔业

侦查渔群,生物发光的利用。

(5)海洋环境监测

石油污染,热污染,污水和固定垃圾点,赤潮。

突发事件:船漏,海难,井喷,非法排污

(6)海洋航运

航行安全:冰山,海冰,海浪

(7)海洋工程

可见光遥感可用于观测海岸、海峡和河口的形态、波浪折射、沿岸泥沙搬运等,

用于浅滩定位和浅海海底制图。

利于浅海施工,港湾建设

多层次,立体、多角度和全天候体系

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