登陆注册
11895100000004

第4章 大海的馈赠:海洋资源(3)

人类发展至今已经繁衍到60亿人口,发展了大规模的工业、农业和服务业,除了消耗了陆地上大量的矿物、化石燃料(煤、石油和天然气)等不能再生的资源以外,还破坏了陆地上的土地、森林资源,工业废水、废渣、废气、汽车的尾气、生活污水和化学农药等直接、间接地排到海洋里,采油和运输事故使成万吨的石油溢入海洋中,造成大面积污染。可是海洋的自净能力是有限的。如果我们不警觉起来,采取防治污染的措施,就会破坏海洋这座宝库,而且会危及人类自身的存在。

1992年,联合国在巴西的里约热内卢召开了环境发展首脑会议,会后发布的里约宣言中提出了“可持续发展”的概念,呼吁世界各国在发展经济的同时,要注意保持环境的健康,以使社会、经济的发展能够永远、持续地进行。人类必须未雨绸缪,在开发海洋资源、发展海洋开发技术的同时,保护好海洋环境,大力发展海洋环境保护技术,以使海洋永葆青春。

海洋合作时代的来临

随着社会的发展,进入20世纪50年代以后,海洋在战略上和经济上的重要意义开始凸显出来,许多相关的国际机构在世界上建立了起来,如海洋研究科学委员会、联合国教科文组织政府间海事委员会等。而国际机构也组织了多次的国际海洋联合考察,规模比较大,如1955年由美、日、前苏联以及加拿大等同参加的“国际北太平洋合作调查”等。而全球合作的海洋观测调查也在1957~1958年国际地球物理年中成功地进行了,这项规模空前的海洋调查参与的国家较多,由17个国家的70多艘船只参加,南极、北极地带以及赤道地区是重要的监测区域。之后,世界海洋资料中心也成立了,海洋研究进入了一个较新的发展阶段。而进入了20世纪60年代,国际海洋联合考察的次数增多,像1960~1964年“国际印度洋调查”是比较重要的,另外1963~1965年“国际赤道大西洋合作调查”和1965年夏季 “黑潮及邻海区合作调查”以及1968年的“深海钻探计划”等都是比较主要的。在这国际印度洋的监测考察当中,使用了非常先进的机器,如精密回声测声仪和电导盐度计等新型测量仪器。加之一些新方法,出色地完成了观测任务,并且发现了一系列的新海山、群岛上升流渔场以及南纬15°附近冷涡等。而在黑潮合作的调查当中,经过不断努力,发现了黑潮的起源及其分支和热带逆流,制成了利用以水质化学来加以分析的标准海水。参与的国家也非常多,主要包括:日本、美国、前苏联、中国,另外菲律宾、越南、泰国、马来西亚、印度尼西亚、澳大利亚、新西兰等国也共同参加。

“国际海洋考察十年”计划在1971到1981年进行,它是整个70年代国际海洋联合调查的主体,参加的国家主要有美、英、法、苏、日以及加拿大等30多个国家,整个计划包括三个部分,分别是海洋环境调查、地质学和物理学调查以及海洋资源的调查。同时,高速发展的现代科学技术,使人类认识海洋的能力不断提升,在现代海洋科学的发展中至关重要,这些科技有计算机技术、声学和光学技术、深潜技术以及遥感技术等。如今,各种性能的调查船结合卫星、飞机,并与水下实验室、海洋浮标、潜水器等相结合,逐渐形成了从太空直至海面到海底的立体海洋监测体系,这也是一个全方位的监测体系。

高新技术的登场

现代高新技术的应用已经使海洋仪器向着精确、灵敏、长期和高效的方向迅速发展。20世纪60年代初期,相当精密的温度、盐度、深度连续记录仪已经广为使用,后来,在此基础上又发展为更精密的温盐密度仪和自由降落式温盐微结构仪,其深度分辨率分别可达到1米和1厘米量级。用声学方法现已能测每秒毫米级的弱流,并能测量湍流的微结构。目前常用的海洋浮标,可以上测近海面大气的风速、风向、气温、湿度和气压等气象要素,下测各层海水的物理、化学等海洋要素,有的还可自动升降,作剖面观测。所观测到的信息可由其资料处理系统立即处理、存储和传递。传递的方式或直接发向岸台,或由卫星中转。另外,在导航系统、海洋地质钻探、深潜技术、浮游生物采集和海水分析技术方面,都有长足进步。因此,通过最近几十年的调查研究,人们对海洋的认识也越来越全面而深入,对海洋资源的了解越来越深刻。

水下机器人潜入海底

人们俗称的水下机器人,也就是无人遥控潜水器。它主要是由水面母船上的工作人员通过连接潜水器的脐带提供动力,以便操控潜水器,并通过水下的专用设备进行观察,还能通过机械手,发挥效应,进行水下独立作业。当今主要的无人遥控潜水器是有缆遥控潜水器和无缆遥控潜水器两种,而有缆遥控潜水器又有分类,分别是水中自航式、拖航式和能在海底结构物上爬行这三类。

近10年以来,无人遥控潜水器进入了发展快速期。1953年,世界上第一艘无人遥控潜水器问世,到1974年,紧紧20年的时间里,全世界就研制了20艘。特别是1974年以后,无人遥控潜水器得到了快速发展,因为这时海洋油气业发展迅速。1981年,无人遥控潜水器由之前的20艘发展到了400余艘,而这些大部分是直接或间接的服务于海洋石油开采的。1988年,无人遥控潜水器得到飞速发展,比1981年增加了110%,数量猛增到958艘。这个时期增加的潜水器多数为有缆遥控潜水器,数量大约在800艘上下,而直接为海上油气开采用的有1400多艘。无人无缆潜水器只研制出了26艘,发展速度相对较慢,而作为工业用的有仅8艘,其他的主要用于军事和科学研究。此外,载人和无人混合潜水器在这个时期已经研制出32艘,得到了较快的发展,约有28艘是服务于工业的。

20世纪70年代,无人有缆潜水器的研制才刚刚开始,80年代就进入了较快发展期。1987年,日本的深海无人遥控潜水器“海鲀3K”号研究成功,可下潜到3300米的深度。研究的目的则是为了在载人潜水之前对预定潜水点进行调查,以便对深海进行相关研究的同时,也可利用它进行海底救护。“海鲀3K”号是有缆式潜水器,在设计上有所不同,主要各配置两套动力装置在前后、上下、左右三个方向,基本可以满足深海采集样品的需要。1988年,该技术中心配合“深海6500”号载人潜水器建造了万米级无人遥控潜水器,以满足进行深海调查作业的需要。这种潜水器可以较长时间地进行深海调查,主要由工作母船进行控制操作,总共投入了40亿日元。日本是很重视无人有缆潜水器的研制的,近期有近期的研究项目,远期则有大型的长远计划。而目前,日本正在实施一项大型的规划,包括了开发先进无人遥控潜水器。这种无人有缆潜水器系统需要在一些方面不断地进行突破,例如在遥控作业、水下遥测全向推力器、声学影像以及海水传动系统、陶瓷应用技术水下航行定位和控制等方面。

欧洲确立了尤里卡计划,计划在无人有缆潜水技术方面,英国、意大利将联合研制无人遥控潜水器。这种潜水器性能优良,比现在正在使用的潜水器性能优良得多,现在的潜水器只能在水下4000米深度连续工作12小时,而计划研制的潜水器能在6000米水深持续工作250小时。根据尤里卡EU-191计划,另外建造两艘无人遥控潜水器:一艘是有缆式潜水器,主用用途是水下的检查维修;另一艘则是无人无缆潜水器,主要用途是水下测量。这项潜水工程计划主要将由17个机构参加完成,分别来自英国、意大利、丹麦等国家。“小贾森”有缆潜水器是由英国科学家研制的,它有其独特的技术特点,采用计算机控制,主要是通过光纤沟通潜水器与母船之间的联系。而母船上共有4台专用计算机,其功能分别是处理海底照相机获得的资料、处理海面环境变化的资料以及处理监控海洋环境变化的资料和处理由潜水器传输回来的其他有关技术资料等。母船会把获得的资料进行整理,整理后再通过微波发送到位于加利福尼亚太平洋格罗夫研究所的实验室,这些整理资料就存在那里的资料库里。

无人有缆潜水器发展快,趋势明显,主要是特点有:一是操纵控制系统多采用大容量的计算机,来进行数字控制和资料处理;二是水深大多在6000米;三是潜水器上的机械手采用多功能适时监控系统;四是推进器的数量与功率得到增加,作业的能力和操纵性能逐步提高。另外,潜水器在小型化和观察能力方面也不断得到关注和改进。

海洋遥感卫星助威

在科技迅猛发展的今天,海洋遥感技术日益成为国际科技界关注的热点。美国于1978年就发射了海洋卫星;日本在20世纪90年代初期也已发射了海洋卫星;俄罗斯有一系列卫星,其中“宇宙”系列卫星就包含了海洋遥感观测技术;欧洲资源卫星主要以海洋为目标,以法国为代表;北欧海洋遥感与观测技术的代表则首推挪威和瑞典。在1990~1992年期间,国际上发射了多颗极轨气象卫星,包括美国的NOAA系列后继卫星、欧空局MOP系列后继卫星和海洋卫星等,如欧空局欧洲遥感卫星ERS-1、美法合作的海洋地形试验卫星TOPEX/ POSEIDON等。在此期间,我国也发射了极轨气象卫星FY-1(A-B)。由于中国气象卫星——风云系列卫星上有2~4个海洋通道用于观测海洋水色等要素,因此,我国在北京、杭州、天津等城市建立了气象卫星地面接收应用系统。

国际海洋遥感技术经历了两个阶段:第一阶段是气象卫星/陆地卫星的海洋应用阶段,我国发射的极轨气象卫星FY-1(A-B)也处于这个阶段;第二阶段是海洋卫星应用阶段。2002年5月15日我国发射了第一颗海洋卫星“海洋一号A”。“海洋一号A”卫星的成功发射与运行,实现了我国实时获取海洋水色遥感资料零的突破,为海洋卫星系列化发展奠定了技术基础,在2007年4月11日11时27分,我国自行研制的“海洋一号A”卫星的后续卫星“海洋一号B”卫星顺利入轨及正常工作,结束了我国近年来没有实时海洋水色卫星数据的不利局面,标志着我国海洋卫星和卫星海洋应用事业跃升至一个新的高度。“海洋一号B”卫星是我国海洋立体监测系统的重要组成部分,主要用于海洋水色、水温环境要素探测,将为我国海洋生物资源开发利用、河口港湾的建设与治理、海洋污染监测与防治、海岸带资源调查与开发,以及全球环境变化研究等领域服务。我国海洋卫星的不断发射成功将带动遥感技术在海洋管理上不断细化。

随着海洋开发深度、广度的不断拓展,全球的海洋环境质量每况愈下,海洋环境监测与保护问题日益成为国际社会普遍关注的热点。利用海洋遥感卫星,能够实现对全球海洋环境的同步观测,对我国近海海域水色信息进行大尺度、定量化提取,为海洋环境保护提供必要依据。

通过水色遥感卫星我们可以得到大量水色遥感图像,再对水色遥感图像进行分析就得到许多重要信息:一是海洋环境数值预报,如海温、海浪、潮汐、海面风场、海流等;二是海岸带灾害数值预报,如风暴潮、海啸、台风、巨浪、海冰、海雾、赤潮、溢油及其他污染等;二是海气相互作用过程预测,如ElNino和LaNino事件的中长期预测,海平面上升的中长期预测等;四是海陆相互作用过程预测,如海岸带侵蚀、河流冲击与河口改道、围海造田与环境效应等。

利用海洋遥感卫星数据结合相关资料,海洋管理就得到了可靠的依据,能够制作成各种产品,建立由近海到远海、多部门合作的海洋环境与灾害观测网络和数值预报、预警系统,开展主要海洋灾害的分析和评估业务,建立海上搜救中心和沿岸防灾准备应急系统,构建海洋减灾体系。对风暴潮、海冰等自然灾害进行预报预警,对赤潮、溢油、河口排污等海洋污染进行业务化监测,以减少海洋灾害带来的损失。

同类推荐
  • 科学奥秘丛书-海洋工程

    科学奥秘丛书-海洋工程

    本文主要内容为蓝色的星球、永不疲劳的海洋、海底世界、海洋——资源的宝库、海洋——21世纪的无烟电厂、爱护海洋。
  • 科学奥秘丛书——矿产资源

    科学奥秘丛书——矿产资源

    矿产资源是重要的自然资源,是社会生产发展的重要物质基础。本书详细介绍了世界矿产资源分布、开发和利用的情况。
  • 大国崛起:中国的海洋之路

    大国崛起:中国的海洋之路

    中国航海历史悠久。早在距今7000年前的新石器时代晚期,中华民族的祖先已能用火与石斧“刳木为舟,剡木为楫”。到春秋战国时期,随着木帆船的逐步诞生,出现了较大规模的海上运输与海上战争。到秦汉时代,出现了秦代徐福船队东渡日本和西汉海船远航印度洋的壮举。
  • 揭秘神奇的宇宙

    揭秘神奇的宇宙

    本书介绍了天文学的知识和观测方法,神秘的宇宙、太阳系、壮丽璀璨的星空、天文观测常识、天文观测活动等。
  • 生活之中有科学

    生活之中有科学

    本套系列丛书推出10辑,主打科技牌。少年儿童要想成为一个有科学头脑的现代人,就要对科学知识和科学热点有一个广泛的了解,这样才能激发他的兴趣和爱好。本册为第9辑,科学大讲堂。
热门推荐
  • 幽明录

    幽明录

    天外的封神大阵,藏着神州最深的秘密。边陲的无名小城,有着一个懵懵懂懂的少年。他原本被父母预设好了人生轨迹,却因为一场突如其来的灾难,失去了一切依靠,被卷进了仙与魔的风波之中。在这个太平盛世之下,有暗流激涌。在实力为尊的时代,仁义与真情,到底有多重?是天选择了你,还是你为众生,选择了怎样的天下?紧握玄嚣,楚彦棠要给自己一个答案。
  • 王爷别惹我:一等无赖妃

    王爷别惹我:一等无赖妃

    她一穿越,错手用花瓶砸得王爷失忆?锁骨成十岁小鬼模样的王爷大人,居然面不改色拉着她一起卖身男伶馆?!该死的男伶馆不但给新人上调教课,居然还有实技班!小不点王爷看得目不转睛不说,半夜甚至爬上了她的床?嗷嗷嗷,她这是给自己找罪受啊!!!情节虚构,请勿模仿!
  • tfboys之tf灵异异能社

    tfboys之tf灵异异能社

    这是我的第二部小说。我不会写的很恐怖的,见谅!
  • 王蒙说—人行天地

    王蒙说—人行天地

    王蒙的经历和身份得天独厚。他对众多叱咤风云的人物和广博世界的把握与表现,其实正是对生活可能性的一种探求。本书分人行篇和天地篇。前者写人,文豪、政治家、艺术家,栩栩如生。作为官员和文人的王蒙,交往甚广,常能写出人物鲜为人知的另一面;后者是游历天地的大文化散文,有别于通常泛游的文字,作家把自己的人生经验及文化底蕴融于其中,使文章熠熠生辉。如此分主题地编选王蒙的散文随笔集,于作家也是首次。
  • Old Fritz and the New Era

    Old Fritz and the New Era

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 绝色总裁老婆娶回家

    绝色总裁老婆娶回家

    身为修罗殿的殿主,也是华夏帝国第一家族之子,且看修罗怎样遨游都市,获取各色佳人的芳心。高冷总裁要他暖床,傲娇萝莉非他不嫁,妩媚少女要给他生孩子。此时轩辕辰内心吼道:我只想安分的过日子!
  • 召唤剑仙

    召唤剑仙

    一穿,从地球宅男一跃成为天才剑仙,可惜仇家追杀,一身修为惨遭被废。二穿,从一名修仙狂人沦落成为人家的召唤兽,从此自由生活一去不返。命运如此多折,冷清杨禁不住仰天长叹。“清扬~看看我这件内衣合适不?”“傻妞,这颜色不……”“你叫我什么?”“傻……”“坐下!!!”“啊!我的腚!”
  • 机械狂想曲

    机械狂想曲

    他年幼因为意外损失了一条左腿与左手,所以他从小就不知道奔跑是什么滋味。可幸,老天爷拿掉了他身体的一部分,又补偿给了他身体的另一部分。他有一个异于常人的大脑,智商上碾压一切的同龄人。可又因为失去了一条腿而导致他的自卑充斥了他整个心灵,使得他不能在这个草蛋的社会里大放异彩。直到有一天,他遇到了他生命中不可缺少的一部分。。。。。。
  • 凡自在天

    凡自在天

    凡是凡,仙是仙,凡自由我,自在天!一个骷髅的寻仙之路。
  • 王爷我不是你的菜

    王爷我不是你的菜

    她是一代影星,一不小心成了穿越女乞丐!他是大兴王朝八王爷,在王室的阴谋角逐中生存!她的出现给他沉闷的生活带来一丝趣味!她把他当成是背叛爱情的仇人,却在一天天的接触与反抗中,吸进漩涡!师傅的宠爱,太子的追求,成为了她报复他的借口,而幽兰玉镯的出现,证明了她与他前世今生纠葛不断的关系,就在她放下仇恨打算接受爱情的时候,她突然出现的越国公主身份却成为考验她与他爱情延续的一大难题,越国与大兴有着灭国之仇,在国仇与爱情面前,她们的爱情将何去何从?