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让科技领航海洋开发

2013-04-08岳尚华

地球 2013年8期
关键词:海洋科技

本刊记者 岳尚华

海洋环境监测浮标

海洋的开发离不开高新技术,高新技术的应用也离不开海洋这个领域。要开发海洋,发展新兴产业,海洋科技必须迎接21世纪世界海洋大开发和新技术革命的双重挑战,使我国的海洋科技事业有一个大的发展。

海洋是地球表面资源与环境的最大载体。海洋资源的开发,需要获取大范围、精确的海洋环境数据,需要进行海底勘探、取样、水下施工等。完成上述任务则需要一系列海洋开发支撑技术,包括深海探测、深潜、海洋遥感、海洋导航等。

我国海洋科技近几年发展较快。特别是20世纪80年代以来,海洋科技事业面向海洋开发和经济建设,工作重点从以往的基础性研究为主转向以应用基础和技术开发为主的研究,取得了显著成绩。我国成功地开展了数次大规模的海洋科学调查活动,完成了海洋环境数值预报、海洋信息自动查询系统、膜法水处理技术和海洋资料浮标技术等重大科技攻关项目,并在海洋石油钻探、海港工程、海水增养殖、深潜技术等领域取得了显著进展。

这些海洋科技成就不仅促进了我国海洋开发和海洋管理的发展,缩短了与世界发达国家的差距,有些成果已达到或接近国际先进水平。

海洋基础理论逐步完善

在物理海洋学方面,我国的海洋学家在大量研究中国海及邻近大洋水文和动力学特征的基础上,深入探讨了潮汐预报、风暴潮预报、海浪预报和海流模式以及海洋和大气流结合的数值模式等,并获得重大进展。例如,风暴潮数值预报方法研究及预报产品的统计检验和模式性能的动力检验方案与客观标准,在理论和实际应用方面都达到世界先进水平;在海流研究方面,开创性地发现了东海北部中尺度冷涡和南海暖流,推动了我国物理海洋学的发展。

在海洋地质学方面,我国在河口及其三角洲的调查研究,特别是珠江、长江、黄河三个三角洲的水动力条件、沉积序列模式和第四纪地层划分以及海陆第四纪地层对比方面,都取得了重要进展,对近海大陆架含油气盆地研究也取得较好的成果,已出版《渤海地质》、《东海地质》、《黄海地质》系列专著,提出了衍生沉积的陆架地质学新理论,丰富和完善了我国陆架地质学的研究内容,更新了一些传统观念。

在海洋生物学方面,我国重点研究了中国海及邻近大洋的海洋动物分类区系、海洋生态系、海洋动植物形态和生活史,在我国首次发现了许多浮游植物和动物品种及一些新品种,特别是对藻类学的研究,近年来取得长足进展。在人工养殖海藻、藻类蛋白攻关、细胞工程等基础理论与养殖生产结合方面,都取得了令人瞩目的成就。

海洋声学方面,我国开展了海洋水声物理特性及声传播规律的实验研究和理论研究,取得各种典型水文条件下的传播衰减、混响强度及海洋环境噪声数据,提出了一些浅海声场理论。在浅海声传播损失数值预报研究方面,采用创新的计算方法和16位微型计算机,在数秒钟内便可得到符合实况、满足需求的浅海声传播损失数值预报。这项研究成果已居世界领先地位。

日新月异的海洋技术

在很长一段时间里,我国的海洋油气开采技术相对落后。后来,我国采取引进先进技术消化吸收与自主开发相结合的方针,从无到有不断发展。勘探技术,特别是钻井技术,丛井斜井的钻探速度快、质量好,已跨入国际先进行列。

深潜技术:我国深潜技术的开发工作是从70年代初开始的,那时仅能研制拖式潜水器。1990年开发出观测型无人遥控潜水器救生艇。目前,正在进行高强度型水下机器人研制工作。

水声工程技术:我国在环境测量和资源开发方面朝着大面积、高分辨率搜索和小型、实时、智能化方向取得了一定进展,有些技术已达国际先进水平。中国科学院声学研究所研制的高分辨彩色图像声呐,在IBM-PC机上获得远达100米以内的海底清晰图像,为水下机器人引导搜索海底地貌、寻找沉船等水下目标提供了结构紧凑的通用装置。

国家卫星海洋应用中心制做的遥感图像

海洋遥感技术:国际上海洋遥感技术的发展经历了两个阶段,第一阶段是气象卫星脑地卫星的海洋应用阶段,第二阶段是海洋卫星应用阶段。我国目前正处在第一阶段,并为步入第二阶段做了一些试验研究。我国在90年代初发射了一颗极轨气象卫星,并建立了3个气象卫星地面应用系统,对海况预报、海面温度和海冰监测、黑潮流系统探测等起到了一定作用;另外,还建立了海洋污染航空遥感监测系统、海冰航空遥感监测系统,进行了海洋与海岸带遥感调查。

海洋观测技术:我国研究开发了海洋资料浮标、潜标观测系统,海洋台站自动观测技术,盐、温、深测量技术,波、流观测仪器,潮汐观测技术等,有的达到了国际先进水平;一些新型仪器设备的应用已取得明显的经济效益和社会效益,涌现出一批颇具开发前景和应用价值的成果。

尽管我国海洋科技有了较大发展,但与国外先进水平相比还有很大差距,不少领域基本上处于空白状态,许多关键技术尚未过关,这直接影响了我国海洋产业,尤其是新兴海洋产业的发展。

海洋科技面临形势严峻

我国海洋科技工作面临的形势严峻、任务艰巨,世界范围内科技和产业发展的大趋势对我国海洋科技工作提出了严峻挑战。当前世界范围内高技术研究和产业化进程加快,信息技术、生物技术等高新技术的发展,正在给世界各方面带来一场全新的革命。

我国是一个人口众多、人均资源量少、环境受到一定程度破坏的大国。要解决我国的人口、资源、环境问题,除了走以科技进步为依托的内涵式扩大再生产的路子外,还必须开拓新的领域,以高新技术为依托,向海洋进军。经济和社会发展对海洋科技的发展提出了紧迫和艰巨的任务。

我国淡水资源居世界第6位,但人均占有量却只有世界人均占有量的1/4。目前我国部分地区已存在严重的淡水危机,北方沿海城市和地区尤为突出,年缺水约500亿立方米,因缺水年损失约1200亿元。因此,如何利用丰富的海水资源为解决淡水资源紧张的局面找出一个有效的途径,是海洋科技工作者的一项艰巨任务。

我国是一个农业国家,以占世界不到7%的耕地养活着占世界22%的人口,耕地人均负载量超过世界平均水平2倍以上,且耕地还在不断减少。而海洋具有丰富的生物资源和空间资源,因此,如何从海洋获得更多的“土地”资源和蛋白质,将成为海洋科技工作的重要内容。

从目前所探明的油气储量看,人类再过几十年,陆地上的油气资源近于枯竭,但海洋具有丰富的油气资源,我国近海油气资源量约为全国油气资源量的1/3,而目前海洋石油的产量只占全国石油产量的3%左右,潜力很大。如何利用高新技术提高我国海洋油气的勘探开发水平,任务非常艰巨。

我国与国民经济发展比较密切的固体矿产资源短缺。据对45种主要矿产对国民经济保证程度分析,今后10年将有1/4不能满足需要,进入21世纪则有1/2不能满足需要,矿产资源将出现全面紧张,有些资源将出现枯竭的局面,而海洋中矿产资源丰富,开发潜力巨大。如何发展海洋高新技术来开发海洋矿产资源,海洋科技工作者的担子很重。

20世纪90年代以来,国际风云变幻,各种矛盾不断出现,全球性和区域性争端层出不穷,而相当大的一部分发生在海域。海湾战争的经验表明,现代战争无论是军事战略战术,还是战争方式和手段,都是建立在高科技基础之上的。可以预见,在未来的世界争端中,发生在海域的比重还将进一步增大。

21世纪是海洋的世纪,海洋开发的难度大、技术要求高,而且大规模、全面开发海洋是人类历史上的新课题。海洋的开发离不开高新技术,高新技术的应用也离不开海洋这个领域。要开发海洋,发展新兴产业,海洋科技必须迎接21世纪世界海洋大开发和新技术革命的双重挑战,使我国的海洋科技事业有一个大的发展。

我国海洋科技工作面临任务艰巨

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