海洋调查船


定义

      1、用于海洋科学考察、应用技术研究、测量或勘探的船舶。

      2、各种专门从事海洋科学调查研究的船舶的统称。包括海洋综合调查船和海洋专业调查船。

      3、用于海洋科学考察、研究、测量或勘探的船舶,通称海洋调查船。一般可分为综合调查船和专业调查船。

简介

海洋科学调查船“海洋一号”海洋科学调查船“海洋一号”
      海洋调查船是用于完成海洋表面状态、海流结构、海洋水文气象、地球重力场和磁场、海底结构、海中水声传播规律、海洋生物、地核组成等多学科、多领域的研究考察任务的船舶,是活动的海洋研究基地。图为我国综合海洋科学调查船“海洋一号”。
      海洋调查船是专门用来对海洋进行科学调查和考察活动的海洋工程船舶,它是开发海洋的尖兵。最早的海洋调查船是由一般海洋船舶改制而成,如英国挑战者号是由军舰改装而成,长68米,排水量2306吨,靠风帆和蒸汽机推进,曾于1872年12月7日~1876年5月26日进行世界上第一次环球海洋考察。后来,出现了专门建造的海洋调查船,船上装有专门的海洋调查、考察的仪器、设备。 
概述
      用于海洋科学考察研究的船只。有的属于海军勤务舰船,有的属国家海洋行政管理或研究部门用船舶。海洋调查船调查的主要内容包括海洋水文、海洋气象、海洋化学、海洋地质、海洋生物和海洋物理等。目的是为海上作战、训练与海军武器装备的研制、使用。国家海洋研究与资源开发,海洋工程技术与环境保护等提供各种海洋参数和环境预报。
      按航区不同,分为近海海洋调查船、远洋海洋调查船和极地海洋调查船;按功能不同,分为综合海洋调查船和专业海洋调查船。综合海洋调查船的调查内容涉及海洋科学多门分支学科。专业海洋调查船,主要有海洋测量船、海洋物理调查船、海洋气象调查船、海洋地球物理调查船、海洋渔业调查船等,各自的主要任务是对海洋科学某一分支学科进行调查研究。
      现代海洋调查船满载排水量数千吨至万吨以上。船上装备有与其任务相适应的调查仪器设备,包括导航定位系统、计算机系统,海洋观测、试验,记录分析等精密测量仪器和辅助设备,并设有多种试验室,有的还配有直升机、可潜器、调查浮标、气象火箭等,可对海洋上空、海面、水下和深底进行立体调查。世界海洋国家都建有一定数量的海洋调查船,其中综合海洋调查船数量最多。中国1979年建成的“向阳红10”号综合海洋调查船, 满载排水量13000 t,航速20kn。船上设有24个试验室,配有多种近百台仪器设备,可进行海洋、水文、气象、水声、物理、化学、地质、地球物理、海洋生物等多种学科的综合调查和现场分析资料整理。曾多次驶往太平洋,为水下发射运载火箭和发射同步定点试验卫星,并为建立中国南极长城站进行海洋调查发挥了重要作用。

特点

      同一般船只相比,海洋调查船的主要特点是:
      1、装备有执行考察任务所需的专用仪器装置、起吊设备、工作甲板、研究实验室和能满足全船人员长期工作和生活需要的设施,要有与任务相适应的续航力和自持能力。
      2、船体坚固,有良好的稳定性和抗浪性。较好的海洋调查船还尽量降低干舷缩小受风面积,增装有减摇板和减摇水舱。
      3、具有良好的操纵性能和稳定的慢速推进性能。海洋调查船经济航速一般为12~15节,但常需使用主机额定低速以下的慢速进行测量和拖网。大多采用可变螺距推进器或柴电机组(即用柴油机发电、电动机推进)解决慢速航行问题。为了提高操纵性能,大多在船首与船尾安装侧向推进器,或者安装“主动舵”,或者两者兼有。
      4、具有准确可靠的导航定位系统。现代海洋调查船多装有以卫星定位为中心,包括欧米伽、劳兰A/C和多普勒声呐在内的组合导航系统。该系统使用电子计算机控制,随时可以提供船位的经纬度,精确度一般为±0.1海里,最佳可达±0.4米。
      5、具有充足完备的供电能力。船上的电站要能满足工作、生活的电气化设备、精密仪器、计算机等所需要的电力和不同规格的稳压电源。仪器用电需与动力、生活用电分开,统一采取稳压措施。水声专业调查船,尚需另设无干扰电源。
发展历史
      世界海洋调查船的发展已经有 100多年的历史了。1872~1876年英国海洋调查船“挑战者”号(H.M.S.Challenger)所进行的全球大洋调查,将人类研究海洋的进程推进到新的时代。该船是世界第一艘海洋调查船(见英国“挑战者”号考察)。此后,其他海洋国家也相继改装成一些海洋调查船进行大洋调查。但限于当时的技术条件,各国的海洋调查船都是以生物调查为主的综合性海洋调查船,直到1925年德国海洋调查船“流星”号(Meteor)问世之后,综合性海洋调查船才由以生物调查为主的时代进入了以海水理化性质和地质地貌调查为主的时代。随着海洋科学的发展,50年代以后,综合性海洋调查船已不能满足海洋学各分支学科深入调查的需要,从而陆续出现了各种专业调查船和特种调查船。60年代是新建海洋调查船的大发展时期,1962年美国建造的“阿特兰蒂斯II”号(AtlantisII)(见彩图)首次安装了电子计算机,标志着现代化高效率海洋调查船的诞生。
中国第一艘海洋调查船“金星”号.jpg中国第一艘海洋调查船“金星”号.jpg
      根据统计,到1982年为止全世界海洋调查船的总数已达到1600多艘,其中排水量1000吨以下的约60%;1000吨~4000吨级的占30%;4000吨以上的不到10%。拥有调查船最多的10个国家是:美国(约400艘)、苏联(约300 艘)、日本(约200艘)、中国(约170艘)、英国(约80艘)、加拿大(约70艘)、法国(近70艘)、联邦德国(约40艘)、挪威(约30艘)、澳大利亚(约20艘)。其余近60个海洋国家拥有船总数约300艘。   
      中国第一艘海洋调查船“金星”号,是1956年用一艘远洋救生拖轮改装而成的,适用于浅海综合性调查。“金星”号投入使用20多年,为研究渤海、黄海、东海测取了大量资料。60年代开始,中国先后建造和引进了大批大、中、小型调查船。中国的海洋调查船具有船体较大、生活与工作条件较好的特点。

世界海洋调查船的历史发展划分
      自1872年12月英国海军利用“挑战者”号开展的历时三年零五个月的大洋调查作为人类历史上首次综合性的海洋科学考察后,历经短短一个多世纪的发展,海洋调查作为一项专门的研究手段,正逐步形成自己的体系。
      现在的海洋调查已成为对某一特定海区的水文、物理、化学、地质、生物、气象、声学、地球物理等进行大面积调查和断面调查,以及连续观测和辅助观测的调查研究能力 ;采用的手段有卫星和飞机的遥感遥测、船舶观测、水下观测、定置浮标自动观测、飘浮站自动观测、无人机和无人艇观测以及以上多种手段的同步综合观测等。然而,无论怎样,当前最基本且最经济有效的仍是船舶观测手段,其他观测手段则与之形成配合和辅佐。
      海洋调查船是采用船舶观测手段开展海洋调查的平台载体。第二次世界大战之后,海洋调查活动开始活跃,但即便如此,当初使用的海洋调查船也只是利用其他旧船改装而成。20世纪50年代末期才开始出现专门设计建造的海洋调查船,距今也仅 60 多年,然而海洋调查事业却自此得到更显著的发展,海洋调查船也同时得到了快速发展。
海洋调查船海洋调查船
      站在大技术变革及典型船型特点的基础上,可将世界海洋调查船大致分为两个主要发展期。
      第一发展期(20世纪50年代末至80年代末)
      通常认为20世纪50年代末至80年代末是海洋调查船发展的第一时期。随着电子计算机的应用以及各种先进海洋调查设备的出现,现代化高效率海洋调查船逐渐诞生并普及。这一时期的海洋调查船在设备、性能、布置以及实验室与专用设备的匹配等方面,与旧船改装的调查船相比有“质”的提高,可以称之为“第一代海洋调查船”。1959 年苏联建成 6 000 吨级综合海洋调查船“罗门诺索夫”号,1960年美国建成3400吨级的“测量员”号航道和海洋调查船,1962 年美国建造的“阿特兰蒂斯 II”号(ATLANTIS II)海洋调查船,1962 年英国建成3100吨级的“发现”号(DISCOVERY)海洋调查船,1977年德国改造建成的4700吨级的“太阳”号(SONNE)海洋调查船等,这些船只可以认为是这一时期专门设计建造的现代化海洋调查船。
      中国海洋事业虽在建国前受到严重影响,但由于世界上开展真正意义的海洋调查船专门设计本身就较晚,同时中国在建国后,在国家各项军事和民用需求的推动下,逐步加快自行设计和建造海洋调查船的步伐,中国成为第一批专门设计建造海洋调查船的国家之一。自1957年“金星”轮改造之后,1959年7月中国开始自主设计建造第一艘海洋调查船“气象1”号气象调查船,先后出现了有代表性的调查船,如1965年建成的综合调查船“东方红”、1969年建成的3000吨级综合调查船“实践”向阳09 1980年建成的3300吨级综合调查船“科学一号”和“实验3”号都是这一时期的典型代表。第一时期设计建造的海洋调查船,相比现在的功能需求,减振降噪措施不完备、船舶噪声较大,无法满足声学实验研究的要求;实验室配置、测量仪器、船用设备老旧且整体配套不完善;探测手段较为落后,探测深度和覆盖范围小,难以满足多学科联合考察的需求;缺乏海上现场数据处理和资料传输能力,必须在返航到岸后在陆地实验室二次完成,缺乏对海上考察中发现的现象和过程及时处理和跟踪处理的能力,自身快速反应能力差,更缺乏在考察中与陆地实验室进行同步联合处理的能力,严重制约了现代海洋调查的精度和效率;国内第一时期建造的科考船普遍船速快,油耗大,运营管理费用昂贵。在第一时期设计建造的海洋调查船已明显不能适应现在海洋事业的发展,尤其在我国,随着各海洋科研单位及时更新仪器设备,不断提高研究精度和研究范围的前提下,这些调查船均步入了退役或改造期。发展起来的现代海洋调查船正逐步承担起海洋调查的任务。
海洋调查船海洋调查船
      第二发展期(20世纪80年代末至今)
      海洋调查船发展的第二时期为20世纪80年代末至今。随着船舶电力推进系统和动力定位系统的逐步推广,以及各种专业科考设备的更新换代、科考作业和实验室专业化模块化设计、操控支撑系统自动化、计算机网络化等技术的发展,船舶设计尤其是海洋综合科考船获得了新的设计理念,加之前 英国新一代发现系列“DISCOVERY”号一批建造的船型有些已经到了更新换代的时间,国内外出现了一批新建的先进海洋调查船。这个时期有代表意义的调查船有:1984年美国改装建成的 18000吨级的大洋钻探船“决心”号(JOIDES)、1997 年美国建成的3600吨级“ 阿特兰蒂斯 II”号(Atlantis III)作为阿尔文 Alvin 深潜器的母船、2005年法国建成的6600吨级综合调查船“为何不”号(POURQUOI PAS ?)、2006年德国建成的6300吨级的冰区综合调查船“玛丽亚·西碧拉·梅里安”号(Maria S·Merian)、2007 年西班牙建成的3000吨级的综合科考船“Sarmiento de Gamboa”号、2007年英国建成的5800 吨级的综合科考船“詹姆士·库克”号(JAMES COOK)、2007 年日本建成的 57000吨级的大洋钻探船“地球”号(CHIKYU)、2012年俄罗斯建成的“特列什尼科夫院士”号极地科考破冰船、2013年英国建成的6000吨级新“发现”号、2014年美国建成的3200吨级综合调查船阿姆斯壮级(AGOR27、AGOR28)、2014年澳大利亚建成的6000吨级综合调查船“调查者”号(INVESTIGATOR)、2015年德国建成的8000 吨级的新“太阳”号(SONNE)。
      这个时期前半段即 80 年代中期至 20 世纪末,中国海洋调查船的新船建造出现了一定的迟缓,除了自主设计并建造了“东方红 2”船外,还从国外购买并改装了“大洋一号”、“雪龙”号,这些船使中国进入深远海以及极地调查时代,对中国海洋调查活动产生了较为深远的影响,但由于船只数量有限,还远未达到我国海洋科学发展的实际需求;进入 21 新世纪,在国家提出“经略海洋、建设海洋强国”的战略指引下,中国开始进入海洋调查船的发展高峰期,分别建造了“实验 1 号”、“海洋六号”、“科学”号、“向阳红 10”号、“向阳红 03”号、“向阳红 01”号、“张謇”号、“嘉庚”号等较先进的海洋调查船。目前,国家海洋局、中国科学院、教育部、地质调查局和农业部水产科学研究院等部门均在建和筹建更加先进的海洋调查船。
      展 望
      世界海洋综合科考船正处于更新换代的重要历史时期,我国应抓住国际海洋科考的发展前沿,在立足我国科学研究实际需求的基础上,开创新一代科考平台的设计研发和技术储备,在智能化、无人化、极地科考、海洋科考空间站等方面加强研究和探索,实现我国海洋科考装备设计建造水平在世界范围内从跟随到引领的跨越式发展。

分类
  海洋调查船种类很多,划分种类的方法也有数种。
       按照海洋调查的任务和用途来分 
       海洋调查船按其调查任务可分为综合调查船、专业调查船和特种海洋调查船。
     综合调查船 仪器设备系统可同时观测和采集海洋水文、气象、物理、化学、生物和地质基本资料和样品,并进行数据整理分析、样品鉴定和初步综合研究。必须具有优良的稳定性、操纵性、续航能力、自持能力,防摇防震防噪声干扰以及供电、导航、低速等性能   
       专业调查船 船体较综合调查船小,任务单一。常见的有海洋水文调查船、海洋地质调查船、海洋气象调查船、海洋渔业调查船、海洋水声调查船、海洋气象调查船、海洋地球物理调查船、海洋渔业调查船和打捞救生船。
   特种海洋调查船有:航天用远洋测量船,接收卫星或宇宙飞船等太空装置发来的信号,并可向太空装置发布指令等;极地考察船。船体特别坚固,具破冰行驶能力和防寒性能;深海钻探船。
       按照海洋调查的海域不同来分  
       海洋调查船则可分为水面和水下两大类。水面海洋调查船,又根据工作海域,可分为沿海、近海、远洋三种;水下海洋调查船则根据其下潜的深度来划分的,又可划分为浅海、中深海、深海和海底实验室四种。
       按照船舶的尺度和排水量来分
       有大型、中型、小型三种型号。大型海洋调查船排水量,从几千吨到几万吨不等,它用于远洋调查活动;中型海洋调查船排水量,从一千吨到五、六千吨,被用于较远海域调查活动;小型海洋调查船排水量,从几十吨到儿百吨,则用于近海调查。一般来说,大、中型海洋调查船多半从事综合性海洋调查、考察;小型海洋调查船,则担负地质、气象、水文、物理、化学、生物等专业调查、考察。
       按照船舶的船型和船体结构来划分 
       海洋调查船又可分为单体式、双体式、半潜式三种。
    由于海洋调查船长年在海上活动,因此,它们构造坚固,并具有较好的适航性、稳定性,能在大风大浪中安全航行。海洋调查船还具有良好的操纵性,不仅在一般航速下操纵灵活,就是在低速时也能操纵自如,以便能在各种速度下进行生物、物理、化学、地质等多学科海洋调查活动。
综合调查船
   主要任务是进行基础海洋学的综合调查。在船上除了具备系统地观测和采集海洋水文、气象、物理、化学、生物和地质的基本资料和样品所需要的仪器设备之外,还要具备整理分析资料、鉴定处理标本样品和进行初步综合研究工作所需要的条件和手段。这类调查船又有“海洋研究船”之称,多为海洋研究机构和高等院校所使用。在各国调查船队中,综合性远洋调查船数量最多,美国的“海洋学家”号、苏联的“库尔恰托夫院士”号、日本的“白凤丸”、法国的“让·夏尔科”号等都是世界著名的综合调查船。这类船由于工作内容多、航区广,在设计时充分注意船舶的稳定性、操纵性、续航力、自持力、仪器设备操作与实验室条件,以及防摇、减震、防噪、供电、导航、低速和起吊能力等性能。
专业调查船
      只承担海洋学某一分支学科的调查任务。与综合调查船相比,具有任务单一、重点突出、工作深入等优点,船体也较小。比较常见的专业调查船有以下几种:
   ① 海洋测量船。主要任务是根据编辑海图、航海指南、海潮流表和其他海洋图集的需要,测取海洋水深、海流、潮流、温度、盐度、地质、地貌、地磁和其他基本资料。例如美国的“威尔克斯”号和联邦德国的“彗星”号。
   ② 海洋物理调查船。主要任务是调查和实验研究海洋声学、光学和其他物理学特性,其特殊要求是船上须有防震、防噪和防电磁波干扰的措施和设备,例如美国的“海斯”号和苏联的“罗蒙诺索夫”号。
   ③ 海洋气象调查船。主要任务是观测海面、高空和海-气界面附近的气象、水文要素,播发船舶天气预报资料,研究海-气相互作用和海上天气系统的兴衰规律。海洋气象调查船船体一般较大,有较强的抗风暴能力,能够保证测取各种恶劣天气条件下的资料。例如日本的“启凤丸”和苏联的“海洋”号。有少数气象调查船由世界气象组织安排在固定位置上,作为一个海上观测站进行长期定时观测,所得资料按规定及时发报,参加国际交换,为全球天气预报服务。这种海洋气象调查船通称为“天气船”。
   ④ 海洋地球物理调查船。主要任务是应用地球物理勘探和采样分析等手段研究海底的沉积与构造,评估海底矿产资源的蕴藏量。例如日本的“白岭丸”和美国的“测量员”号。这种专业调查船一般不大,但装备有精密的地震、地磁、重力探测仪器和准确的导航定位系统。
   ⑤ 海洋渔业调查船。主要任务是进行渔业生物学和渔场环境调查,研究渔业资源的数量变化和渔场形成规律。例如美国的“M.弗里曼”号和日本的“昭洋丸”。这种船装备有各种探测和试捕工具,以及海洋环境调查的仪器设备。
特种海洋调查船
      为了解决某项任务,专门建造的构造特殊的调查船。目前最引人注目的有以下几种:
      ① 宇宙调查船。主要任务是考察高层大气,接收卫星或宇宙飞船等太空装置发来的信号并发出指令,解决与宇宙装置飞行有关的多方面问题。1967年以来,苏联为了解决宇航通讯和空间探测任务,陆续建造了近10艘宇宙调查船。其中最大的是1971年建成的"宇航员Ю.加加林”号,该船长235米,宽31米,排水量45000吨,实验室120多个,是目前世界上最大的调查船。
    ② 极地考察船。为考察两极而建造的船体坚固、破冰能力强、防寒性能好的调查船。20世纪70年代以来,美苏两国竞相建造。其中最著名的是1973年美国建成的“极星”号。该船长120米,宽25米,排水量13100吨,可以突破 6米厚的冰层。其次是苏联1975年建造的“M.萨莫夫”号大型极地考察船,可以突破1.7米厚的冰层。
    ③ 深海采矿钻探船。为试验开采洋底锰结核而建,美国1974年建成了排水量 35000吨的“格洛玛·勘探者”号。此船具有海底采矿、打捞、铺设海底管线和海洋调查多种功能。现在用于深海锰结核试采和深海钻探工作。
海洋调查意义
      地球表面的3/7是海洋,而海洋又是一个蓝色的宝库,她蕴藏着丰富的资源,有鱼、虾等海洋生物资源;煤、石油等矿物资源,还有化工原料、海洋能源等。随着地球陆地的资源遭受人类掠夺性的开发,日益枯竭,于是就把眼光投向了海洋,开发海洋资源就成了现代科学技术的重要课题之一。要开发海洋资源,就先得进行海洋调查,了解海底地质构造、水文状况、气象条件及海水活动规律,还得弄清海洋生物特点以及水产、矿产资源的储藏量和分布情况。编辑本段发展趋势  世界海洋调查船的发展趋势是:①节约能源、提高经济效益,船体近期朝着中、小型化发展,船速多保持在“经济航速”范围之内。操船、观测、采样和资料处理等继续朝着应用电子计算机控制的自动化方向发展。船载的浮标、潜水器、观测艇等大型辅助观测设备将得到广泛的应用,相应要求船上的起吊能力大型化、自动化。②一船多用。一艘调查船能作多种作业调查船使用,容易更换设备的大型综合实验室和可以调换的集装箱专业实验室将得到推广应用。③设计思想不断创新,具有特殊功能的新型特种海洋调查船会不断出现。
 

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