2012年中国海洋十大科技进展

《海洋世界》综合报道

2012年中国海洋十大科技进展

《海洋世界》综合报道

近日，由中国海洋学会、中国太平洋学会和中国海洋湖沼学会联合组织专家、学者，以投票方式评选出的“2012年中国海洋十大科技进展”评选结果揭晓。“蛟龙”号载人潜水器首次突破7000米、中国歼—15战斗机成功着陆、起飞“辽宁舰”等重大海洋科技进展榜上有名。

1．“蛟龙”号载人潜水器首次突破7000米

评价：实现了我国深海装备和深海技术的重大进步，是我国建设创新型国家的新成就，对于促进海洋科技发展，提升认识、保护、开发海洋的能力，推动我国从海洋大国向海洋强国迈进将产生重大而深远的影响。

“蛟龙”号深海载人潜水器构造

2．中国歼—15战斗机成功着陆、起飞“辽宁舰”

评价：这是我国第一代舰载战斗机歼—15首次出现在世人面前。

★ 空中“飞鲨”（制图/白玮）

歼—15战斗机是我国自行设计研制的首型舰载多用途战斗机，具有完全的自主知识产权。它具有作战半径大、机动性好、载弹量多等特点，可根据不同作战任务携带多型反舰导弹、空空导弹、空地导弹以及精确制导炸弹等精确打击武器，实现全海域全空域打击作战能力，各项性能可与俄罗斯苏—33、美国F—18等世界现役的主力舰载战斗机相媲美，因此被誉为凶猛强悍的空中“飞鲨”。

★ 刀尖上的舞蹈

歼—15飞机配装2台大功率发动机，实现了机翼折叠，全新设计了增升装置，起落装置和拦阻钩等系统，使飞机在保持优良的作战使用性能条件下，实现着舰要求的飞行特性。我国自己培养的首批舰载战斗机飞行员和舰上飞行指挥员，进行了高强度飞行训练，探索并固化了着舰的飞行方法，突破了滑跃起飞、阻拦着舰等飞行关键技术，掌握了大侧风、低能见度、不稳定气流等条件下的偏差修正动作要领。在实际演练中，所有舰载机飞行员的训练成绩都达到了训练大纲规定标准和上舰试验要求，首次上舰飞行均一次成功。

歼十五原型“飞鲨”歼击机

舰载机起降是世界性技术难题，被比做“刀尖上的舞蹈”。更通俗地讲，舰载机在航母甲板上降落“刹车”很难。因为，一般陆地军用机场跑道长达千米，而航母飞行甲板一般不超过300米，可利用的降落距离只有100米左右，舰载机降落速度却可达到每小时300千米。

551号机，歼-15舰载战斗机首架原型机，2009年8月31日首飞成功。

这个“刀尖”有多小？舰载机以几百千米的时速，必须精确落在甲板上4根阻拦索之间，每根阻拦索间隔10余米，有效着陆区域只有几十米。

552号机，2012年11月23日在“辽宁”号航空母舰上成功完成起降训练。

阻拦索是什么？阻拦索，更专业的说法应为“航母阻拦系统”。它帮助飞机在有限距离内强制制动，使最大过载和过载变化率保持平稳，及时将系统恢复到初始状态。由于风和舰尾气流的存在，战舰经常出现持续的纵横摇动和上下浮沉；降落过程中战斗机的视界和下降轨迹存在误差，也一定程度上限制了驾驶员视景——如此高的速度，如此短的距离，如此恶劣的环境，如果没有阻拦索，舰载机安全着舰几乎是不可能完成的任务。

553号机，该机开始装备经过耐腐蚀改进、增加应急推力模式的舰载机专用AL-31F发动机。

这个“舞蹈”有多难？统计数据显示，从1949年美国海军开始大规模部署飞机到1988年，美国海军和海军陆战队损失了近1.2万架飞机和8000多名飞行员。

554号机，装备国产“太行”发动机进行试验。

3．中国政府向联合国正式提交了“中华人民共和国东海二百海里以外大陆架外部界限的部分划界案”。

评价：这是一次科学和法律交汇下共同完成的重要成果。

2012年9月16日，外交部宣布，中国政府决定向根据《联合国海洋法公约》设立的大陆架界限委员会提交东海部分海域200海里以外大陆架划界案。中国政府于2009年5月12日向联合国秘书长递交了《中华人民共和国关于确定200海里以外大陆架外部界限的初步信息》。

该初步信息主要说明了中国在东海具有200海里以外大陆架，并说明中国正在抓紧时间编制划界案，承诺“将在适当时候提交全部或部分200海里以外大陆架外部界限的划界案”。因此，提交东海划界案也是中国政府兑现《初步信息》中的相关承诺。

★ 大陆架划界案：

根据各海域不同的自然情况，《联合国海洋法公约》规定了两种情况，一是，沿海国大陆架自然延伸如果超过领海基线以外200海里的，可以主张超过200海里的大陆架，其200海里以外部分被简称为“外大陆架”；二是，沿海国大陆架自然延伸如果不足200海里，则沿海国所能主张大陆架的最大宽度就只能是从领海基线量起不超过200海里。《公约》同时还规定，沿海国若主张外大陆架，就必须向大陆架界限委员会提交该国所主张的外大陆架的外部界限位置，以及支撑该主张的相关科学和技术资料，这些数据资料俗称为“划界案”。

★ 大陆架：

大陆架也称大陆浅滩，简称陆架，是环绕大陆的浅海地带。它的范围从海岸线开始，向海洋方向延伸至海底坡度显著增大的陆架坡折处为止，陆架坡折处水深在20～550米之间，平均深130米，也有把200米等深线作为大陆架下限的。

全球大陆架面积约2710万平方千米，约占海洋总面积的7.5%。大陆架地形一般较平坦，但也有小的丘陵、盆地和沟谷；局部有基岩露出，大部被沉积物覆盖。大陆架上资源非常丰富，如石油藏量占全球的25%，渔获量占世界海洋渔产量的90%，海滨砂矿藏量也很大，海底还有煤、铁等矿藏。

◆大陆架属于沿海国的管辖海域。沿海国对大陆架上（无论是200海里以内部分，还是200海里以外的部分）的自然资源享有勘探开发的主权权利，还享有在大陆架上建设和管理人工岛屿、设施和结构等方面的权利。拥有这些权利之后，不排除进一步衍生其他权利和利益的可能性。

◆大陆架构成一国海洋权益的重要组成部分，也是许多沿海国极力争夺的对象。划定外大陆架界限，被认为是沿海国通过合法途径实现其管辖海域范围最大化、勘探开发和利用大面积海底空间及其资源的最后机会。

全球大陆架分布示意图

★ 提交划界案有何意义？

提交划界案不是一个单纯的技术性工作，而是涉及扩展国家管辖海域范围和未来发展空间的重要政治和外交行动。在当前中国东海钓鱼岛主权面临严重挑衅、国家海洋权益面临严峻挑战的背景下，提交东海划界案尤显重要。

春晓油田中心平台和天外天井口平台

4．我国近海资源环境综合调查与评价专项通过总验收。

评价：908专项的圆满收官，基本摸清了我国近海家底，有力支撑了我权益维护、海洋开发、海洋管理、防灾减灾、环境保护及科技创新等各领域的发展需求。

5．“海洋石油981”在南海正式开钻。

评价：标志着我国海洋石油深水战略迈出实质性步伐。

“海洋石油981”于2008年4月28日开工建造，是我国首座自主设计、建造的第6代深水半潜式钻井平台，最大作业水深3000米，钻井深度可达10000米，平台自重超过30000吨；从船底到井架顶高度为137米，相当于45层楼高。该平台入级中国船级社和美国船级社双船籍。

★ “海洋石油981”的6个世界首次

1）首次采用南海200年一遇的环境参数作为设计条件，大大提高了平台抵御环境灾害的能力。

2）首次采用3000米水深范围DP3动力定位、1500米水深范围锚泊定位的组合定位系统，这是优化的节能模式。

3）首次突破半潜式平台可变载荷9000吨，为世界半潜式平台之最，大大

提高了远海作业能力。

4）国内首次成功研发世界顶级超高强度R5级锚链，引领国际规范的制定，同时为项目节约大量的费用，也为国内供货商走向世界提供了条件。

5）首次在船体的关键部位系统地安装了传感器监测系统，为研究半潜式平台的运动性能、关键结构应力分布、锚泊张力范围等建立了系统的海上科研平台，为我国在半潜式平台应用于深海的开发提供了更宝贵和更科学的设计依据。

6）首次采用了最先进的本质安全型水下防喷器系统，在紧急情况下可自动关闭井口，能有效防止类似墨西哥湾溢油事故的发生。

★ 南海的石油储量

南海是我国最深、最大的海。其油气资源极为丰富，整个南海盆地群石油地质资源量约在230～300亿吨之间，天然气总地质资源量约为16万亿立方米，占我国油气总资源量的三分之一，其中70%蕴藏于153.7万平方千米的深海区域。

★ 我国在南海的油气开发情况

目前，我国海洋石油工业勘探开发的海上油田水深普遍小于300米，大于300米水深的油气勘探开发处于起步阶段。2006年，中国海洋石油总公司旗下的中国海洋石油有限公司和哈斯基石油中国有限公司合作在珠江口盆地完成了我国第一口水深超千米的深水钻井，并发现荔湾3-1大气田。荔湾3-1大气田的发现，被誉为我国石油工业里程碑式的重大突破。同时，这一发现也证明了我国南海深水区具有形成大中型油气田的基本地质条件，是中国近海油气储量的重要接替区，证实了我国南海深水海域具有较大的油气资源潜力。

“海洋石油981”一方面由8个动力定位推进器保持一定的位置和稳定，另一方面就要靠锚链产生的强度系泊在水下，这样才能保证海洋平台稳如泰山。世界顶级超高强度R5级锚链是海洋石油平台的“生命链”，其水下抗风浪、抗冲击、抗变形、抗断裂、抗疲劳等综合机械性能都有更高级别的规定，对于以及制作工艺都有非常高的要求。

6．中国极地科考船“雪龙”号首次穿过北极东北航道，由太平洋穿越北冰洋到达大西洋。

评价：此举不仅为我国海洋科学考察打通了一条连接大西洋和太平洋的北极通道，更为我国船舶利用北极通道提供了一个成功范例。

2012年7月2日，“雪龙”号从青岛启程。7月18日穿越白令海峡进入北冰洋后，成功穿越北极东北航道，首次进入大西洋扇区开展考察工作。“雪龙”号在东北航道航行12天，航程3260海里，所经过的海域海冰覆盖范围、厚度都在减小，海冰年轻化趋势明显。此外，“雪龙”号去程航线在返程时已是“零海冰”，全线通航时间超过40天。

美国国家冰雪数据研究中心数值模拟结果显示，未来北冰洋海冰减少趋势

还会加剧，至本世纪中叶，北冰洋可能会出现夏季无冰的现象。从现在至2050年，东北航道的适航时间将从50天增加到90天。

★ 北极东北航道

北极东北航道指西起北欧，经巴伦支海，沿欧亚大陆北方海域向东，直至白令海峡的航道。东北航道的商业开发早已开始，从2011年开始快速升温。当年，从欧洲、俄罗斯诸港取道东北航道到俄罗斯远东、东亚和东南亚诸港的船只数量猛增到34艘。

★ 北极东北航道开发对我国的意义

东北航道的开发利用对我国经济发展具有重要意义。目前，海运承担了我国90%以上的国际贸易运输，东北航道的开通以及商业运营能为我国现有主干远洋航线上增加一条更为便捷的到达欧洲的航线，大大减少运输成本。此外，北极地区目前石油产量占世界总产量的10%，待探明石油和天然气储量估计占世界总量的25%，能源和资源储量丰富，有利于我国开辟新的海外资源能源采购地。

★ 通过北极东北航道并非易事

目前商船通航东北航道仍要面临诸多挑战。缺少航海资料是首要障碍，目前东北航道资料只有俄罗斯掌握，我国船舶只能通过代理到莫斯科购买俄文海图才能获得；其次，东北航道是世界上领航距离最长的航道，通过苏伊士运河仅十几个小时，而通过东北航道要十几天。俄罗斯虽为通航船舶提供气象、海冰信息和导航服务，但相关服务系统性和及时性还不尽如人意。最后，东北航道东段地处俄罗斯专属经济区内，俄罗斯称其为“北方海航道”，国际上对于此航段是否属于国际航行水域还存在法律分歧。目前和将来一段时间内，法律和政治上的不确定性仍是制约东北航道通航的一个问题。

7．“科学”号调查船正式交付使用。

评价：“科学”号调查船的交付使用，标志着我国海洋科学考察能力上了一个新台阶。为海洋科研从浅海走向深海，从近海走向远洋，从海洋大国向海洋强国跨越，提供了一个非常重要的科研支撑条件。

（上、中、下）“雪龙号”、“大洋一号”、“向阳红09”船

“科学”号调查船是“十一五”期间国家重大科技基础设施建设项目，2007年由国家发展改革委批准立项，2010年开工建设，总投资55021万元。由驻青五家海洋科研机构联合建设。“科学”号调查船是中国未来10～20年海洋科学考察主力船之一，与现有和将建的海洋科学考察船、专业调查船相互补充，将逐步形成我国海洋探测调查的完整体系。

“科学”号调查船是中国目前最先进的海洋科学综合考察船，具备全球航行能力，船舶和船载探测与实验系统处于国际先进水平。“科学”号总吨位4864吨，总长99.6米，型宽17.8米，吃水5.6米；续航力15000海里，自持力60天，最大航速15节，载员80人。

该船采用国际先进的吊舱式电力推进装置，配备了艏侧推、动力定位及综合导航定位系统，可实现在0～15节无级变速，在低速状况原地360度回转。同时，该船操纵灵活、作业空间大，设置了减摇水舱，采用了先进的减振降噪措施，船舶整体上具备较高的适航性和耐波性。

此外，“科学”号还配备了水体探测、大气探测、海底探测、深海极端环境探测、遥感信息现场印证所需的多种国际先进的探测与调查设备，具备高精度长周期的动力环境、地质环境、生态环境等综合海洋观测、探测以及现场取样和分析能力，能够满足海洋科学多学科交叉研究需要。

“科学”号的顺利下水，开启了中国新一代海洋科学综合考察船新的篇章，其投入使用后将显著提升中国海洋综合探测能力与研究水平，为中国海洋科学基础研究和海洋高新技术研发，特别是深海及洋区的海洋基础科学研究提供先进的海上移动实验室和试验平台。

8．“海洋二号”卫星实现在轨交付。

评价：通过自主创新，实现了我国卫星遥感能力水平的五大提升。工程研制突破了高精度有效载荷、精密测定轨等关键技术，在多个技术领域达到国际先进水平。

“海洋二号”卫星

“海洋二号”卫星对2012年第9号台风“苏拉”的监测过程

“海洋二号”卫星全球融合海表温度专题图

★ “海洋二号”卫星的本事

海洋二号卫星是我国首颗海洋动力环境探测卫星，具备全天候、全天时、全球连续探测风、浪、流、潮及温度等海洋动力环境信息的能力。

“海洋二号”卫星可以连续有效地监测风暴潮和巨浪等极端海洋现象，提高海洋灾害预警的时效性和有效性；

提供识别大洋中的锋面和中尺度涡的重要大洋渔场信息，为大洋渔业资源开发提供技术保障；

卫星获取的数据能够有效监测全球海平面变化和极地冰盖变化，为研究全球气候变化提供科学依据。

“海洋二号”卫星交付后将与已在轨运行的海洋一号卫星相互配合，分别以微波、光学两种观测手段，将海洋动力环境监测与海洋资源探测相结合，构成空间立体监测系统，进一步完善我国海洋立体监测体系，大幅提升我国对地观测卫星的调查和监测能力。

★ 我国卫星遥感能力水平的五大提升

海洋二号卫星通过自主创新，实现了我国卫星遥感能力水平的五大提升。

一是观测精度达到国际先进水平。“海洋二号”卫星测高精度达8.5厘米，有效波高精度0.5米，风速精度2米/秒，温度精度1.0K，是目前世界在轨运行的重要的海洋微波遥感综合观测卫星。

海洋微波遥感技术的优点：早期装载在卫星上的观测仪器主要是光学遥感器，其最大的缺点是不能全天候工作，微波遥感器的最大优点是可以进行全天候工作。红外遥感虽可在夜晚工作，但不能穿透云雾。因此，当地表被云层遮盖时，无论是可见光遥感还是红外遥感均无能为力。地球表面有40%～60%的地区常年被云层覆盖，平均日照时间不足一半，尤其是占地表70%的海洋上更是如此。

二是卫星测定轨精度达到国际先进水平。通过星上装载的双频GPS、激光角反射器等设备，卫星测轨精度由米级提高到厘米级。

星地激光通信：星地激光通信就是将卫星和地面用激光链接起来，形成空间的信息高速公路，进行数据传输。如何使卫星所获取的海量信息，快速、准确的传输给地面，一直是考验世界航天的难题。实现星地激光通信，需要卫星和地面上的两光束要极其准确的对准，否则，失之毫厘，差之千里。早于中国进行卫星激光通信研究的日本，曾这样形容：它相当于在东京用激光瞄准80千米外富士山上一个移动的针眼。

三是成功开展了504Mbps星地高速激光通信试验，使我国在星地激光高速数据传输方面达到国际领先，为卫星光通信技术的推广应用奠定了坚实的基础。

双频GPS的优点：对于所有的GPS（全球定位系统）观测数据而言，电离层的误差都是固有的，但通过结合两个频率的卫星观测信息，可以通过建立模型有效的消除这种误差。

四是“海洋二号”卫星实现了部分关键部件自主研制，提升了我国卫星关键核心部件自主研发能力的发展。

五是通过采用航天器数字集成设计系统，缩短了生产研制周期，卫星设计、研制生产过程中全面采用数字化技术，有效促进了我国卫星研制生产信息化水平的提升。

9．国家海域动态监视监测管理系统应用无人机实现首航。

评价：无人机成功首航，标志着无人机正式应用到国家海域动态监视监测管理系统中，实现了海域三维可视化监管。

无人机作为一种新型遥感监测平台，飞行操作智能化程度高，可按预定航线自主飞行、摄像，实时提供遥感监测数据和低空视频监控，具有机动性强、便捷、成本低等特点。开展海域无人机遥感监视监测试点，对于在海洋领域探索应用和全面推广无人机遥感监视监测技术，实现与现有海域监视监测技术手段的有机结合，进一步丰富和完善国家海域动态监视监测管理系统，增强对重点海域和重点项目的动态监管水平，进一步提高海域综合管控能力具有重要意义。

10．中国大洋第26航次第5航段科考中，在南大西洋获取1.2吨多金属热硫化物样品。

评价：我科考船在南大西洋水深近3000米处获取了1.2吨多金属热硫化物样品，是迄今为止单次获得多金属硫化物样品量最多的一次，成为我国大洋科考史上又一个里程碑，为我国海底硫化物资源探查和相关科学研究提供了重要资料。

在6天左右的作业时间内，科考船共完成综合地球物理调查（地形补测）测线3条，共计约540多千米，初步确定热液区分布范围；抓取样品重量共计约1.5吨多。特别是当地时间11月1日凌晨4时，在2700～2800米深海中单次作业成功获取共18箱、1.2吨多金属硫化物。据不完全统计，这可能是我国大洋多金属硫化物资源调查历史上，单次成功获得多金属硫化物样品量最多的一次，也是获取样品类型最丰富的作业之一。本次获取样品类型主要有多金属硫化物烟囱、块状硫化物和多金属软泥，还有一只长约14厘米的珍贵“盲蟹”生物样品。本区样品的成功获取，为在该区域进一步开展资源、环境调查和科学研究奠定了基础。

★ 为什么调查研究海底资源？

●矿产资源的形成一般需要漫长的时期，在人类短暂的历史进程中不可再生。

●矿产资源是人类文明的基础，不仅关系到一个国家的资源战略问题，而且与国家的安全息息相关。

●随着人类无休止的开采，陆地资源趋于枯竭。向海洋要资源已为大势所趋。

●海底资源的调查研究和开发活动正演变为世界各国展示综合实力、争取海洋权益、发展高新技术和开展外交与合作的综合性活动。

每个人一生中需要消耗约370万克的各种矿物、金属和燃料