水声技术应用于海底观测

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水声技术应用于海底观测

水声技术应用于海底观测

水声技术应用于海底观测时龙 a14海技 140105315主题词:水声技术海底地震台风资源 ROV 观测网内容摘要:海洋蕴含着丰富的矿产、生物、燃料等资源,人类对海洋的开发也才刚刚起步。

运用水声技术,结合遥感、遥测可以三维立体的对海洋进行监测,可以降低一些自然海洋灾害带来的损失。

配有水声等装置多功能的水下机器人(ROV)可以进行水下作业,勘测海底地形,寻找海底资源。

构造出海洋观测网可以全方位的观测海洋,随时随地了解海洋动态变化,更加了解海洋,也为以后更好的开发海洋打下基础。

正文:海洋总面积约为3.6亿平方公里,约占地球表面积的71%,海洋中含有十三亿五千多万立方千米的水,约占地球上总水量的97%。

对人类来说,海洋还存在许多的未知。

海洋中有丰富的资源,如生物资源还有一些石油,天然气,可燃冰等燃料资源,人类将要面临的资源危机可以从开发海洋这方面打开突破口。

海洋给予人类很多的恩惠也同样会带来一些麻烦,如海底地震带来的海啸,它不仅会带来经济上的损失还会造成人员的伤亡,还有每年都会有的台风,它虽然会带来丰富的降水,但也具有很强的破坏力,会造成很大的经济损失。

这些海洋带来的灾难我们无法避免,但如果我们可以尽快知道甚至可以预测到它们的发生,那么我们就可以提前做好准备,如疏散人员,给一些重要的物品做好保护工作,这样做我们就可以把灾难带来的伤害降到最低。

由于海洋的环境限制,人类很难通过亲临去现场观测,海底有一些危险的生物会威胁到观测者的生命安全还有海底的强大压强会让人感到不适甚至会内脏出血直至付出生命的代价。

这些限制让人类选择其他的方法去观测海洋,进而为开发海洋做好基础准备工作。

人类目前常用卫星遥感来观测海洋表面,因为海洋深部是没有光的,所以我们就要用水声技术来对海底进行观测。

声音在水下传播性能很好,于是声呐雷达等一系列水声探测设备应运而生。

本篇论文主要讲述水声技术在海洋观测方面的一些应用。

台风是指形成于热带或副热带26℃以上广阔海面上的热带气旋。

水声成像技术在水下工程监测中的应用

水声成像技术在水下工程监测中的应用

水声成像技术在水下工程监测中的应用在当今的科技时代,水下工程的发展日益重要,而水声成像技术作为一种关键的监测手段,正发挥着不可或缺的作用。

无论是海洋资源的开发、水利工程的建设,还是水下基础设施的维护,都离不开对水下环境和工程结构的准确了解,而水声成像技术为我们提供了一双“透视”水下世界的眼睛。

水声成像技术的原理基于声波在水中的传播和反射特性。

我们知道,声音在水中能够传播很远的距离,而且其传播速度相对稳定。

当声波遇到物体时,会发生反射,通过接收和分析这些反射波,我们就可以构建出物体的形状、位置和结构等信息。

这就好比我们在黑暗中用手电筒照射物体,通过观察物体反射的光线来了解它的样子。

在水下工程监测中,水声成像技术具有多种应用形式。

侧扫声呐就是其中一种常见的工具。

它就像一台水下的“扫描仪”,通过向两侧发射声波并接收反射波,可以生成大面积的海底地貌图像。

这对于寻找海底沉船、探测海底电缆的铺设路径以及评估海洋地质结构等工作非常有帮助。

例如,在建设海底隧道时,工程师们可以利用侧扫声呐来了解隧道沿线的海底地形,提前发现潜在的地质隐患,为工程设计和施工提供重要的参考依据。

多波束测深系统则是另一种重要的水声成像技术。

它能够同时测量多个波束的水深数据,从而快速、高精度地绘制出海底的三维地形图。

这对于港口建设、航道疏浚以及海上石油平台的基础设计等工程至关重要。

想象一下,如果我们要在一片未知的海域建设一个大型港口,首先需要清楚地了解海底的起伏情况,确定最佳的码头位置和航道深度。

多波束测深系统就能为我们提供这样精确的海底地形信息,帮助工程师们做出科学合理的规划。

此外,合成孔径声呐技术的出现,进一步提高了水声成像的分辨率和精度。

它利用小孔径基阵的移动来合成大孔径,从而实现对目标的高分辨率成像。

这使得我们能够更清晰地观察到水下微小的物体和结构细节,对于检测水下管道的裂缝、海底光缆的损伤等细微问题具有极大的优势。

比如,在长期运行的海底输油管道中,可能会因为腐蚀或外力作用而出现微小的裂缝。

水声通信技术在海洋监测中的应用

水声通信技术在海洋监测中的应用

水声通信技术在海洋监测中的应用随着人类社会的发展,人们越来越关注自然环境的保护和监测。

海洋是我们地球最大的自然生态系统,也是人类最重要的资源来源之一。

而随着海洋工程技术的不断发展和应用,各种海洋监测设备不断升级和改进。

其中,水声通信技术是一种被广泛应用的技术,它通过水介质传播声波信号,实现海底设备之间的通信和信息传递,是海洋监测中最为关键的技术之一。

一、水声通信技术的基本原理水声通信技术利用水介质传播声波信号进行信息传输。

在海底,由于水的密度和可压缩性极大,声波的传播速度非常快,而且能够穿透深海的厚重水层,使得水声通信技术能够实现远距离、高速率的数据传输。

在水声通信技术中,会使用一些被称为“声纳”的设备,这些设备通过发射大功率的声波,使得这些声波能够在海水中传播,并可以被其他的声纳设备接收到。

通过对声波的信号进行处理,可以获取到一系列的有用的海洋信息,如水深、水温、海底地貌、海洋生物分布等。

二、水声通信技术在海洋科学研究中的应用水声通信技术在海洋科学研究中,具有非常重要的应用价值。

通过大量的海洋观测和数据分析,科学家们可以获取到丰富的海洋信息,并进一步研究海洋的物理和生物特性,探究地球自然系统的演变和变化规律。

例如,在研究海底地质和构造时,可以使用水声探测技术,获取到海底地形和地貌信息,并进一步研究海底地质构造、板块运动等。

在海洋气象学中,科学家们可以使用水声通信技术,实时监测海面风速、浪高、海水温度等气象要素的变化,为海上作业和航行提供实时的气象预报。

三、水声通信技术在海洋资源开发中的应用在海洋资源开发中,水声通信技术也具有非常重要的应用价值。

通过使用水声通信技术,各种海洋开发设备可以实现海底之间的通信和数据传输,如海洋油气勘探、海底矿产资源勘探、海底电缆敷设等。

例如,在海洋油气勘探中,可以使用水声通信技术,对油气田的位置和大小进行精细测算,准确判断油气储量和采油方案。

在海底电缆敷设中,也需要使用水声通信技术,对电缆进行定位、监测和修复等。

水声探测技术在海洋资源勘探中的应用

水声探测技术在海洋资源勘探中的应用

水声探测技术在海洋资源勘探中的应用海洋,这个占据了地球表面约71%的广阔领域,蕴藏着丰富的资源,如石油、天然气、矿产、生物资源等。

为了有效地勘探和开发这些资源,科学家们不断探索和创新各种技术手段,其中水声探测技术发挥着至关重要的作用。

水声探测技术,简单来说,就是利用声波在水中传播的特性来获取海洋信息的一种技术。

声波在水中能够传播较远的距离,且传播速度相对稳定,这使得它成为了海洋探测的理想工具。

在海洋资源勘探中,水声探测技术的应用范围十分广泛。

首先,它在海底地形测绘方面表现出色。

通过向海底发射声波,并接收反射回来的声波信号,我们可以精确地绘制出海底的地形地貌。

这对于寻找海底的石油和天然气储藏区域以及规划海洋工程建设具有重要意义。

比如,在寻找海底油气资源时,了解海底的构造和地形能够帮助地质学家判断油气可能存在的位置。

如果海底存在隆起的构造或者凹陷的盆地,这些地方往往更容易聚集油气。

其次,水声探测技术在海洋矿产资源勘探中也大显身手。

海洋中的矿产资源丰富多样,包括锰结核、多金属硫化物等。

利用声波的反射和散射特性,我们可以探测到海底矿物质的分布和含量。

例如,在探测锰结核时,声波能够穿透一定深度的海底沉积物,当遇到锰结核时,声波会发生反射和散射,通过分析这些反射和散射信号,我们就能够了解锰结核的存在和分布情况。

此外,水声探测技术对于海洋生物资源的勘探也具有一定的帮助。

一些海洋生物会发出特定频率的声波,通过对这些声波的监测和分析,我们可以了解海洋生物的分布、数量和活动规律。

这对于渔业资源的管理和保护以及海洋生态系统的研究都具有重要的价值。

比如,某些鱼类在繁殖季节会发出特定的声音,通过水声探测技术捕捉到这些声音,渔业部门就可以合理规划捕捞时间和区域,以实现渔业资源的可持续利用。

在实际的海洋资源勘探中,水声探测技术通常与其他技术手段相结合,以提高勘探的效率和准确性。

例如,卫星遥感技术可以提供大面积的海洋表面信息,而水声探测技术则能够深入海洋内部获取详细的海底和水体信息。

水下声学技术在海洋资源开发中的应用

水下声学技术在海洋资源开发中的应用

水下声学技术在海洋资源开发中的应用水下声学技术是一种基于声波在水中传播的原理,利用声学传感器和声学信号处理方法,对水下环境进行观测和探测的技术手段。

随着海洋资源开发的不断深入,水下声学技术在海洋资源勘探、海洋工程建设、海洋环境保护等领域中的应用日益广泛。

一、海洋资源勘探1. 海底地质调查水下声学可以实现对海底地质结构进行探测和成像。

通过选择合适的声源和接收器,发射声波并接收回波信号,可以获取到海底地质信息,包括海底地貌、地层结构和矿产资源的潜在分布。

这些信息对于石油、天然气等海洋矿产资源的勘探具有重要意义。

2. 生物资源调查水下声学技术还可以用于海洋生物资源的勘探。

声波的传播特性使其能够穿透海水,对海洋中的生物进行检测和观测。

利用声波传感器和声学信号处理技术,可以监测鱼群的分布、数量和活动情况,也可以追踪大型海洋动物的迁徙路径。

这对于渔业资源的管理和保护具有重要意义。

二、海洋工程建设1. 海洋测量与勘测水下声学技术在海洋工程中的应用十分重要。

在海洋测量与勘测中,水下声学可以实现对海洋地形的测量与绘制,为海洋工程的规划与建设提供基础数据。

通过声波的传播时间和波束形状的变化,可以精确测量出海底地形的高程和轮廓。

2. 海底管道敷设海底管道敷设是海洋工程建设中的一项重要任务,水下声学技术在其中发挥了重要的作用。

利用声纳技术,可以对管道的敷设路径进行准确测量,通过声纳回波的分析,可以判断管道的位置和质量,并及时发现管道的故障和泄漏。

三、海洋环境保护1. 水质监测与污染控制水下声学技术可以实现对海洋水质的监测与评估。

通过声学台站布放,可以对海洋中的水文环境参数进行长期观测,如浊度、盐度、温度等。

这些数据可以用来评估海洋环境的变化和污染源的分布,为海洋环境保护与污染控制提供科学依据。

2. 海洋生态保护水下声学技术对于海洋生态保护也有重要意义。

利用声纳技术可以实现对珊瑚礁、海草床等海洋生态系统的评估与监测。

通过对声纳回波的分析,可以获得生态系统的结构信息、物种丰度和分布范围等重要数据,为海洋生态保护与恢复提供支持。

水声探测技术在海洋监测中的应用

水声探测技术在海洋监测中的应用

水声探测技术在海洋监测中的应用咱们都知道,大海那可是个神秘又广阔的世界,深不见底,藏着无数的秘密。

而要想揭开这些秘密,了解大海的情况,就得靠各种厉害的技术。

今天咱们就来聊聊水声探测技术在海洋监测中的神奇应用。

我记得有一次,我跟着一群海洋科学家去进行海洋监测的工作。

那是个阳光灿烂的日子,海风轻轻吹着,海浪拍打着船舷。

我们乘坐着一艘不大不小的监测船,向着大海深处驶去。

一上船,各种仪器设备就让我眼花缭乱。

其中最引人注目的就是那些和水声探测技术相关的家伙事儿。

科学家们忙碌地调试着设备,脸上满是专注和期待。

水声探测技术,简单来说,就是利用声音在水中传播的特性来了解海洋的情况。

这就好比我们在黑暗中用手电筒照亮前方一样,声音就是我们在海洋里探索的“手电筒”。

比如说,通过声呐系统,我们可以探测到海底的地形地貌。

想象一下,声音像一个个小使者,从船上发射出去,然后在海底反弹回来。

根据声音返回的时间和强度,我们就能知道海底是平坦的沙滩,还是陡峭的悬崖,是深深的海沟,还是隆起的海岭。

这可太神奇了!有一次,声呐显示前方的海底突然出现一个大坑,大家都紧张起来,赶紧调整航向,避免了潜在的危险。

还有一种叫做多普勒流速剖面仪的设备,它能测量海水的流速和流向。

这对于研究海洋环流、海洋生态等都非常重要。

就好像我们要了解城市里的交通流量一样,知道海水怎么流动,才能更好地理解海洋中的各种现象。

另外,水声探测技术还能帮助我们监测海洋中的生物。

有些鱼类会发出特定的声音,通过捕捉这些声音,我们就能知道它们的存在和活动情况。

这就像是在一个热闹的市场里,通过听声音就能分辨出不同的摊主在卖什么。

在那次海洋监测的过程中,有个小插曲让我印象特别深刻。

我们的仪器突然检测到了一种奇怪的声音信号,大家都兴奋起来,纷纷猜测这到底是什么。

经过一番分析,原来是一群海豚正在附近嬉戏玩耍。

它们欢快的叫声通过水声探测设备传到我们耳朵里,那一刻,感觉大海真的充满了生机和活力。

水声通信技术在海洋监测中的应用

水声通信技术在海洋监测中的应用

水声通信技术在海洋监测中的应用一、引言水声通信技术是一种在水下进行通讯的方法,它可以实现在水下传输数据、声音和视频等信息。

在海洋监测中,水声通信技术被广泛应用,可以帮助我们了解海洋环境、监测海洋生态和资源、以及发现潜在的海洋灾害等。

本文将探讨水声通信技术在海洋监测中的应用。

二、水声通信技术与海洋监测近年来,随着海洋经济的发展和国际海洋法等国际法律法规的制定,海洋监测和管理的需求日益增加。

而采用水声通信技术进行海洋监测的优点是:在海洋环境中,电磁波由于水的吸收和散射现象产生非常大的干扰,而水声信号则被证明能够在水下长距离传输,信号传输速度不会受到影响。

因此,水声通信技术越来越受到关注,被广泛应用于海洋监测领域。

三、水声通信技术在海洋监测中的应用1.海洋环境监测海洋环境监测是海洋管理和保护的基础。

通过水声通信技术,可以对海洋环境中的水位、海流、海洋生物等环境信息进行实时监测。

通过不断收集和分析这些数据,可以为海洋科学家们提供更多的海洋环境信息,帮助他们更好地了解海洋环境的变化,并制定科学的保护和管理措施。

2.海洋生态和资源监测随着人类对海洋资源的依赖越来越大,海洋资源监测也成为了一个重要的问题。

水声通信技术可以通过声呐、水声传感器等仪器设备实时监测海洋中的生物分布、鱼群数量、藻类划分、浮游生物等,从而为海洋科学家们提供更多的生态和资源信息,帮助他们更好地研究和发现可持续性发展的海洋资源。

3.海洋灾害预警和应急响应海洋灾害是人类面临的一个常见问题,包括海啸、海洋污染、海洋破坏性风暴等。

通过建立完善的水声通信系统,可以及时监测海洋灾害可能产生的环境变化、水位和水质的变化,及时发出预警,从而实现对于海洋生态和人类安全的最大保护。

四、未来展望水声通信技术在海洋监测中的应用将会越来越广泛,未来很有可能在海上行驶的船只和浮标上,设置更多的水声传感器和仪器设备,从而实现海洋生态和资源的智能化监测,以及海洋灾害的实时预警和应急响应。

基于水声通信的海洋观测技术研究

基于水声通信的海洋观测技术研究

基于水声通信的海洋观测技术研究随着人类社会的不断发展,对于海洋观测技术的需求也日益增加。

海洋是人类探索之旅中必须经过的地方,而海洋的变化也对人类生活产生着越来越大的影响。

因此,海洋观测技术也越来越受到重视。

现在,基于水声通信的海洋观测技术被广泛应用,成为海洋观测技术的重要分支。

一、水声通信技术在海洋观测中的应用1. 海底地形探测在海洋环境中,利用水声波可以对海底地形信息进行探测。

通过发送水声波信号,将反射回来的信号分析处理,就可以获取海底地形的精细信息。

这种探测方法在很多领域都有广泛应用,如海洋地质、海洋开发和防灾减灾等。

在石油勘探中,利用水声波还可以探测沉积层的厚度和物性等信息,为油田的开发提供重要的依据。

2. 海洋生物研究水声通信技术在研究海洋生物学问题中有着重要的应用。

通过水声探测,可以探测到海洋中的各种生物,研究它们的生态环境、行为模式等相关特征,并在环保和渔业开发方面提供有力的支持。

此外,水声通信技术在海洋生物学领域的应用将会得到更多的关注和发展,未来的海洋环境监测和海洋保护工作也将更加精准和有效。

3. 海洋能源开发海洋资源是人类社会所需要的重要资源之一,如水产养殖、风能发电和液化天然气输送等等。

基于水声通信技术的海洋观测方法可以帮助我们更好地了解海洋环境,从而提供海洋资源开发所需要的实时数据和情报。

利用水声系统监控海底管道的压力、温度、流速等因素,可以帮助我们及时预测管道泄漏等事故并采取相应的措施。

此外,水声通信技术还可以用于海上风电、油井控制系统、海上天然气输送等领域的监测和管理。

二、基于水声通信的海洋观测技术的优势1. 用途广泛水声通信技术在海洋环境中的用途极广,可以应用于海底地形探测、生态环境监测、海洋资源开发等多个领域。

2. 范围广泛水声信号在海洋环境中传播距离非常远,可覆盖海域面积广大,适合海洋环境中的远距离通信。

3. 高可靠性和准确性水声系统对于大气和地球物理干扰等因素有很高的抗干扰性能,保证数据可靠性和准确性。

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水声技术应用于海底观测时龙 a14海技 140105315主题词:水声技术海底地震台风资源 ROV 观测网内容摘要:海洋蕴含着丰富的矿产、生物、燃料等资源,人类对海洋的开发也才刚刚起步。

运用水声技术,结合遥感、遥测可以三维立体的对海洋进行监测,可以降低一些自然海洋灾害带来的损失。

配有水声等装置多功能的水下机器人(ROV)可以进行水下作业,勘测海底地形,寻找海底资源。

构造出海洋观测网可以全方位的观测海洋,随时随地了解海洋动态变化,更加了解海洋,也为以后更好的开发海洋打下基础。

正文:海洋总面积约为3.6亿平方公里,约占地球表面积的71%,海洋中含有十三亿五千多万立方千米的水,约占地球上总水量的97%。

对人类来说,海洋还存在许多的未知。

海洋中有丰富的资源,如生物资源还有一些石油,天然气,可燃冰等燃料资源,人类将要面临的资源危机可以从开发海洋这方面打开突破口。

海洋给予人类很多的恩惠也同样会带来一些麻烦,如海底地震带来的海啸,它不仅会带来经济上的损失还会造成人员的伤亡,还有每年都会有的台风,它虽然会带来丰富的降水,但也具有很强的破坏力,会造成很大的经济损失。

这些海洋带来的灾难我们无法避免,但如果我们可以尽快知道甚至可以预测到它们的发生,那么我们就可以提前做好准备,如疏散人员,给一些重要的物品做好保护工作,这样做我们就可以把灾难带来的伤害降到最低。

由于海洋的环境限制,人类很难通过亲临去现场观测,海底有一些危险的生物会威胁到观测者的生命安全还有海底的强大压强会让人感到不适甚至会内脏出血直至付出生命的代价。

这些限制让人类选择其他的方法去观测海洋,进而为开发海洋做好基础准备工作。

人类目前常用卫星遥感来观测海洋表面,因为海洋深部是没有光的,所以我们就要用水声技术来对海底进行观测。

声音在水下传播性能很好,于是声呐雷达等一系列水声探测设备应运而生。

本篇论文主要讲述水声技术在海洋观测方面的一些应用。

台风是指形成于热带或副热带26℃以上广阔海面上的热带气旋。

台风达维穿过黄海后于2012年8月2日在江苏北部登陆。

国家海洋局第一海洋研究所于台风达维过境前后在黄海开展了声传播实验。

台风改变了海洋水文环境并对声传播产生影响。

台风前后的声速剖面和接收声信号明显不同。

用声传播模型计算了简正波和群速度,并模拟了接收声信号。

观测和模拟结果表明:台风导致声速剖面的变化,声速剖面的变化导致简正波及其群速度改变,进而造成接收信号的不同。

上图为在青岛附近海域展开的声速实验结果图,台风之前和之后的声速有明显不同的变化。

这是因为在中国近海海域,在夏季时会存在明显的跃层,一般是分为三层结构:海面受到风应力的作用形成混合层;下部水体由于潮流的湍流混合影响下产生均匀层;还有在混合与均匀层之间的水层水温急剧减小形成温跃层。

从图中可以看出,本次实验在台风过境之前天气炎热,跃层较强,上混合层很不明显,跃层位于2-10米水层,10米以下为下均匀层,此时水体呈现一个跃层-下均匀层二层结构。

台风过后,由于强风的搅拌作用使上混合层得以发展,温跃层深度加深,水体形成混合层-跃层-下均匀层三层结构。

台风产生强的水平流动,从东南方向带来的温暖海水,导致下均匀层水温、声速增高,跃层的强度减弱。

比较0-18米水层的接受信号,发现台风来之前在6米以上的水层几乎没有信号,而台风之后此水层信号相对比较明显。

台风是一个强大而深厚的气旋式涡旋,发展成熟的台风1,其底层辐合气流速度大小分为三个区域:台风眼区;眼壁;外圈。

风速与离台风眼的距离关系如上图左所示,方程式为()v r =。

上图右为台风条件下海面陳噪声源示意图。

可以发现台风移动对水下会产生一定的噪声,根据噪声的强弱,构造出台风生成水下噪声强度计算模型,监测那些噪声的强弱变化,就可以得到相对应台风的强弱。

遥感虽然可以观测到台风,但是不能很好的了解台风的能量,结合水声技术就能更好的监测台风。

水声技术可用于海底资源的探测。

随着我国进入工业化快速发展阶段,矿产资源的消耗正以惊人速度增长。

我国己经成为世界上最大的矿产进口国,部分有色金属的对外依存度己超过50%,如下图左所示.深海大洋蕴藏着丰富的固体矿产资源,包括海底多金属结核、富钻结壳、多金属硫化物、天然气水合物等,部分金属矿一产在海底储量是陆地上的数十倍。

随着陆地资源的日趋减少与科学技术的发展,合理勘探、开发海底矿产资源已成为未来世界经济、政治、军事竞争和实现人类深海采矿梦想的重要内容。

在人类极少涉足的深海环境中蕴含有丰富的生态类群,是无可替代的生物基因资源库,是人类未来最大的天然药物和生物催化剂来源。

在陆地生物资源已被比较充分利用的今天,对深海生物及其基因资源的采集和研究将为生物制药、绿色化工、水污染处理、石油采收等生物工程技术的发展提供新的途径与生物材料。

当前,欧美发达国家拥有装备精良的深海生物调查设备,获得了大量调查资料,拟提高深海勘探的技术标准来限制其他国家采样.制定代表国家利益、面向国家战略需求的深海生物及其基因资源探测与研究计划,提升我国在海洋权益中的话语权、拓展国家海洋战略发展空间迫在眉睫。

维护海洋权益,保障国家海洋安全需要海洋探测技术与装备提供海洋环境信息保障(l)维护海上国家领土主权(2)保障海洋战略通道安全(3)提升海上维权执法能力。

进行水下作业时,可利用水下机器人进行探测,给水下机器人配备一些硬件设施和软件处理器,可以进行信息的收集和处理以及远程传递。

如水下机器人ROV。

ROV因其经济性好、下水出水灵活性高、环境适应性好、作业效率高、使用有效等优点,得到了迅速发展。

随着功能及可靠性的迅速提高,ROV越来越被广泛地应用于海洋资源开发、水下工程、海底调查、打捞作业等领域。

日本海洋技术研究所研制开发的“海沟”号ROV(KAIKO)(下图左)是目前世界上下潜深度最大的ROV,装备有复杂的摄像机、声呐和一对采集海底样品的机械手。

1995年,该ROV下潜到马里亚纳海沟的最深处(11022米),创造了世界纪录。

它可将一种微小的单细胞有孔虫,从马里亚纳海沟海床沉积物中拔出来。

上海交通大学的产品较多,从微型的观察型ROV到重达数吨的深水作业型ROV,潜深从几十米到数千米不等。

尤其是“海龙Ⅱ型”作业ROV系统(下图右),重量3.25吨,潜深达3500米,带TMS、DP和VMS系统和2个机械手及自动升沉补偿绞车,技术性能达到世界先进水平,代表了国内ROV研发最高水平。

ROV在海洋研究、近海油气开发、矿物资源调查取样、打捞和军事等方面都获得广泛的应用,是当前技术最成熟、使用最广泛、最经济实用的一类潜水器。

海洋资料浮标是一个涉及电子、通信、控制等多个领域的复杂系统,可以在各种复杂的海洋环境中提供长期连续实时可靠的海洋观测数据,是海洋观测技术中最可靠、最有效、最重要的手段之一。

一:海上风剖面浮标:海上风剖面观测浮标则是近几年出现的新成果,主要测量海上低空(小于1千米)的风场剖面,代表成果是2009年加拿大AXYS 生产的WindSentinel和 2013年挪威OCEANOR 公司生产的 SEAWATCH Wind LiDAR 浮标(下图左)都是通过搭载激光雷达实现底层风剖面观测。

二:海啸浮标:通过实时监测海面波动情况,及时确认是否发生海啸以及发生海啸的大小程度,为海啸预警提供非常重要和珍贵的数。

美国 NOAA 早在上世纪90年代初就开始了海啸浮标的研制及系统建设,取得了优秀成果,2001 年建立了第一代DART系统,2005年开始第二代DART系统(DART II)的建设,(下图中) 2007年开始高效易布放(ETD)海啸浮标的研制和全球布网(DART III)迄今为止, 已经在全球范围内布放了超过60个海啸浮标(下图右)。

海底观测网络的出现改变了人们观测海洋的方式,成为了海洋科学学术界新的研究热点。

进入20世纪遥测和遥感对地观测技术的出现,使得人们建立全新实时动态的对地观测系统成为可能,这是地球观测技术的卓越进展。

人类终于能够离开地面,从空间全面获取地球信息,得到全球、动态性的图景信息。

遥感技术提供了海量数据,使人类迈入了,数字地球和地球系统研究的新阶段。

然而遥测、遥感技术的主要观测对象在于地面与海面,其采用的各种波因缺乏深入穿透的能力即难以穿透平均约为的海水层观测到大洋海底。

因此,人类对深海海底仍旧知之甚少。

汪品先院士指出,地球科学研究可以通过3个观测平台进行第1个平台为地面与海面,第2个平台为空中的遥测、遥感,第3个平台为在海底建立的观测网其中,海底观测网能对海洋进行实时原位观测,把传统的从海面看海底的,从上向下看,观测模式转变成从海底看海面的,从下往上看模式,彻底解放了观测者的视角,具有随时了解海底情况的优势。

一:海底地震监测。

深海海底的地壳最薄、离地球的深部也最近是探索地球内部过程的捷径。

世界上百分之80的地震和火山发生在大洋中脊及俯冲带、地震和火山为地球内部运动的直接表现形式。

因此海底观测最早的主题为地震在海底甚至海底钻井的基岩里放置地震仪,可以大幅度的提高地震信号的灵敏度和信噪比从1991年开始将地震仪放置在大洋钻探(ODP)的钻孔中,建立了大洋地震网。

第1个观测站点设置在夏威夷西南方水深约4000米,井深约300米的海底玄武岩里4个月内记录了55次远距离的地震信息。

海底观测点上收集的信息可以通过光纤电缆向岸上传递,同时进行能源的传送,为降低建网成本,可以利用退役的海底电缆,例如:上世纪末期,美国利用退役的越洋电缆在加利福尼亚与夏威夷间建成海底地震观测网和日本利用关岛到冲绳本州的退役电缆,建立深水地震监测站。

二:原位观测。

海底观测网的观测不仅贵在实时,而且贵在实地,即在原位进行观测。

分析地球科学研究的一般做法为野外现场取样,室内研究分析此种做法改变了研究样本的生存生活环境,导致室内分析的结果与实际情况出入较大,如深海的许多生物,取上来即死亡和热液的PH值。

温度采回来即改变沉积物本来的团粒一经采样其物理结构即改变通过海底观测网,可改变传统的研究模,做到把实验室中的仪器放置到海里去做样品分析,例如浮游生物研究中在海中放置下潜流式细胞计,完成自动。

连续的测量,而不必取样在海中放置水下显微镜,细胞计等使其成像通光纤电缆将水中的图像发回至实验室全面分析、鉴定、统计海中从硅藻到细菌各种不同大小的浮游生物在海中放置DNA探针,测量海中生物的基因,从而发展建立了微生物海洋学新学科.总之海底是探测生命起源和极端环境生物学的理想场所!而原位观测是探测生命起源和极端环境生物学的理想手段。

一:美国。

美国海军最早进行海底观测,声波监听系统既可以监听鲸鱼和地震,又可以监听潜艇2006年6月,美国通过了海洋观测计划,2007年起建预计使用寿命30年。

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