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海路漫漫 其修远兮—不断追赶海洋科技发展之路 — 海洋科技发展系列报道之三 本报记者 高 博 “我们不了解事发海域的海底情况；我们掌握的技术和知识太有限了。”在马航失联飞机搜寻无果后，马来西亚交通部长解释说。 寻找马航370飞机的过程中，普通人才知道，深海对人类还是混沌一片。 近几年，中国开发了众多先进技术，探寻海水之下的真相。但业内专家在接受科技日报记者采访时表示，我们对海洋，甚至近海的环境状况并没有做到心中有数，海洋环境监测技术发展，特别是海洋环境网络的建设，还需要更多投入，需要更多高端科技人才长期投身于此。 大海叵测 无论是搜寻海底飞机，还是尼斯湖怪，都无比麻烦。人们观测宇宙，靠的是接收可见光或其他电磁波，但在水中行不通。看上去清澈的水，会吸掉电磁波。 中科院一位声学专家告诉记者：“无线电在海水里面传播衰竭很快，只能传到几公里，或者更近。而低频的声音在浅海里面可以传上百公里，到大洋开阔水域可以传几千公里。美国曾经做过实验，在一个岛上发声音，全世界开阔的大洋里面都可以收到。所以海洋中的声呐就跟空中的雷达一样。” 但是，不同温度、盐度、深度的海水，传播声音的速度是会变化的。比如说，在更冷的水里，声波速度更慢。如果忽视了这种差别，那么一次深海测量可能造成几十米的误差，这对于水下活动是致命的——依靠错误的指示，潜水器可能撞在一块礁石上，或者在海底被困。 记者去年参加“蛟龙”号首个试验性应用航次采访时注意到，在每次“蛟龙”号下潜的过程中，甲板上的绞轮都会用钢绳向海中沉下一枚或几枚CTD（盐度温度深度测量仪），用以测量海水特性，结合声呐收到的信号计算海底地形。 深海的海水是何性质，必须取样才能得知。“蛟龙”号的工作，经常包括带上来一管子深海海水。不仅如此，海水的运动也会造成干扰。为了了解海流，人们还要在船上携带ADCP（声学多普勒水流仪）等设备。 海下的秘密，尽管距离日常生活遥远，但人们仍然期望了解它。有了深海地形和海水数据，有可能协助开发油气资源，可能有助于精确预报海啸，也为潜艇提供精确的海底航行指南。但一般来说，在近海、航道和油气田，才有精确的海底图；地球上的大部分海区的细节图依然是空白。 中国追赶 目前，结合了声呐和GPS的多波束测深技术是最成熟的探海工具。而中国已经开发出这一技术，在“蛟龙”号等科考事业中用得很好。中科院的声学专家介绍说，依靠科技部海洋863计划等支持，我国的声学观测技术有了很大进步，比如成功研制的深水多波束测深系统，可以用来测量几千米深度的海底地形地貌，还有“蛟龙”号上采用的水声通信系统等。 另外还有一种卫星遥感测深技术，利用不同深度海水引力效应不同的原理，通过测量海面的起伏，计算海水深度。中国也初步具备这一能力。 除了声学系统，中国正在其他海洋监测技术领域追赶发达国家。中国在第九个五年计划期间开始研发的一种岸基观测系统，现在全国都已装备。目前，中国使用的高精地波雷达，以及海上的大、小浮标，都是863计划研制的，中国国产技术已经完全占领了国内市场。 “我自己的认识是：从小的传感器到大的声控系统，20年的时间，我们863计划差不多把国际上所有的技术全跟过一遍，这是挺不容易的。之前，我们海洋监测系统非常缺乏，几乎是没有。”浙江大学教授徐文说。 目前在福建海域、台湾海峡周边，中国已构建有综合观测系统。在科技部和地方的共同努力下，系统已投入运行，不但为该地区防灾减灾提供帮助，也为下一步在整个中国海域铺开观测系统奠定基础。 国家海洋局一所研究员张杰说：“1930年代，日本人为了解中国近海海流，出动三百多条船同步观测，基本摸清了中国近海大的流系的基本架构。虽然后来中国在各类项目的支持下做过多次调查，但是，关于近海海流，科学家仍然不敢拍胸脯，这是因为观测的时空覆盖度、分辨率、同步性不足，因此需要组网观测。” 谜团待解 尽管中国已开始重视海洋监测，但甚至是近海的海洋环境，也远未摸清。 “青岛的浒苔到底是从哪儿来的？一种说法是从江苏漂来的；但也有专家认为是从更远的地方漂到江苏的，其实这里面就有对海流了解不清的问题。”张杰说，“再比如说，我们做大洋遥感，想提取出叶绿素浓度相对容易，但是近海提取叶绿素浓度就很不准。” “我们并不认为，了解浅海就容易，了解深海就难，其实它们各有特点。”徐文说，“比如声音在深海里面传播5公里，基本上是一条直线，这个是比较简单的。但是如果说是50米的浅海，声音要来回弹很多次，就会复杂。我们‘蛟龙’号在浅海的时候问题很多，但是越到深海就越顺畅，原因就在于此——到深海后，它垂直的信道传输比水平信道传输要好很多倍。还有因为上下层温度不一样造成的海水震动，这种大家都知道的影响，在全世界也没有完全搞清楚。” 徐文认为，比起陆地上的科研，海洋科研更需要去海上做实验，但这类实验成本很高。 “蛟龙”海试就是一个例子，这个著名的探海项目，就曾因为需补加试验经费而陷入窘境。 “我们对海上观测的密度是非常稀的，不能跟陆地相比。”一位专家指出，“海上投入跟陆上是完全不一样，一般的船在海上晃悠一天，几十万、一百万元就没了。所以海洋的投入是非常大的，尤其我们做一些深海研究的，要跑出去，包括航渡都很花油钱。所以也是特别希望大家帮我们呼吁一下，这个投入确实是很大。” 中科院声学专家则感言：“‘十年磨一剑’都算短的。海洋技术从有想法到有样机，怎么也需要两年的时间；湖试、海试，基本上没有一次成功的；这样几个周期一折腾，可能要十年甚至更长的时间。因此，海洋科技需要长期加大投入。”海洋环境监测是开发利用海洋资源、保护海洋生态环境、促进海洋经济可持续健康发展的重要基础性工作。 （科技日报北京6月7日电）
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