《海洋技术绪论》PPT课件.ppt

海洋技术 海洋技术 (Ocean Technology) 武 杰 青岛科技大学化学院 中文名称： 海洋技术 英文名称： marine technology;ocean technology 定义： 研究海洋自然现象及其变化规律、开发利用海洋 资源和保护海洋环境所使用的各种方法、技能和 设备的总称。 海洋能源、资源的开发与利用，海洋与全球变化、海洋 环境与生态的研究是人类维持自身的生存与发展，拓展 生存空间，充分利用地球上这块最后的资源丰富的宝地 的最为切实可行的途径。海洋开发，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。要完成上述任务，需要一系列的海洋开发支撑 技术，包括深海探测、深潜、海洋遥感、海洋导航等。 海水淡化 向海洋要淡水已成定势.淡水资源奇缺的中东地区，数十 年前就把海水淡化作为获取淡水资源的有效途径。美国正 在积极建造海水淡化厂，以满足人们目前与将来对淡水的 需求。全世界共有近8000座海水淡化厂，每天生产的淡 水超过60亿米3。最近，俄罗斯海洋学家探测查明，世界 各大洋底部也拥有极为丰富的淡水资源，其蕴藏量约占海 水总量的20。这为人类解决淡水危机展示了光明的前景 . 深海探测 深海是指深度超过6000米的海域。世界上深度超过6000 米的海沟有30多处，其中的20多处位于太平洋洋底，马 里亚纳海沟的深度达11000米，是迄今为止发现的最深的 海域。深海探测，对于深海生态的研究和利用、深海矿 物的开采以及深海地质结构的研究，均具有非常重要的 意义。 海洋遥感 海洋遥感技术，主要包括以光、电等信息载体和以声波为信 息载体的两大遥感技术。海洋声学遥感技术是探测海洋的一 种十分有效的手段。利用声学遥感技术，可以探测海底地形 、进行海洋动力现象的观测、进行海底地层剖面探测，以及 为潜水器提供导航、避碰、海底轮廓跟踪的信息 。海洋遥感 技术是海洋环境监测的重要手段。卫星遥感技术的突飞猛进 ，为人类提供了从空间观测大范围海洋现象的可能性。目前 ，美国、日本、俄罗斯等国已发射了10多颗专用海洋卫星， 为海洋遥感技术提供了坚实的支撑平台。 研究机构 北京大学大气与海洋技术系 北京大学海洋研究中心 中国海洋大学 厦门大学 浙江大学 天津科技大学海洋科学与工程学院 国家海洋局第一海洋研究所 国家海洋局第二海洋研究所 国家海洋局第三海洋研究所 图书图书 信息 书 名: 海洋技术 作 者：于志刚 张亭禄 出版社： 海洋出版社 出版时间： 2009年09月 ISBN: 9787502775117 开本： 16开 定价: 12.00 元 内 容 简简 介 海 洋 技 术 内 容 简 介 ： 海 洋 作 为 地 球 上 最 大 的 一 个 地 理 单 元 ， 以 它 的 广 博 和 富 饶 影 响 和 滋 养 着 一 代 又 一 代 地 球 人 类 。 在 对 海 洋 不 断 探 索 、 研 究 和 认 知 的 同 时 ， 海 洋 的 资 源 和 资 源 价 值 逐 步 被 人 们 认 识 和 重 视 ， 随 之 而 来 的 海 洋 权 益 之 争 也 愈 演 愈 烈 。 进 入 新 世 纪 以 来 ， 随 着 共 同 面 临 的 人 口 、 资 源 和 环 境 问 题 的 不 断 加 重 ， 人 类 对 海 洋 的 青 睐 和 倚 重 更 加 凸 显 。 沿 海 各 国 纷 纷 调 整 和 制 定 新 的 海 洋 战 略 和 政 策 ， 一 个 以 权 益 为 核 心 ， 资 源 和 环 境 为 载 体 的 全 球 范 围 的 “ 蓝 色 圈 地 ” 运 动 正 在 深 入 、 广 泛 地 展 开 。 海洋技术是国家海洋技术中心主办的海洋科技技 术类刊物,是全国中文核心期刊。本刊以开发利用海洋 资源、搞好海洋公益技术服务为重点,服务于我国海洋 科技、国防建设现代化为宗旨,及时报道国内外海洋技 术研究方面的高新技术、发展动态和应用情况。 海洋技术概论 作 者：许肖梅 出版社：北京科学出版社 内容提要： 本书反映了近期国内外有关海洋技术科学研究的最新成就 ，举出了大量的实例，内容浅显易懂、结构紧凑、图文并茂、 易于自学。本书作为面向21世纪高等教育课程体系改革中素质 教育的基础教材，同时作为海洋科普书籍，可供广大海洋爱好 者参考使用。 绪 论 人口膨胀 环境恶化 资源枯竭 海洋 陆地 绚丽多姿 高深莫测 资源丰富 第一节 海洋与海洋技术 一、海与洋 （一）海洋形态 （二）海底地形 二、海洋技术 （一）水下的特殊环境 （二）海洋技术 一、岸边原始开发阶段 二、对海洋资源进行广泛调查阶段 三、近代对海洋进行有计划的开发 阶段 第二节 人类海洋开发简史 一、现代海洋调查和探测技术 二、海洋资源开发技术 三、海洋环境保护和海洋预报 第三节 近代海洋技术的主要进展和成就 第一节 海洋与海洋技术 一、海与洋 海洋：是指地球上广大而连续的咸水水 体,是陆地水的主要供给源泉，又是一切陆 地水汇聚的场所。 海洋（3.6亿km2 ），占71% 陆地（1.5亿km2 ），占29% 地球 海洋 体积13.710km3 平均深3800m 最大深11034m 洋：中心主体部分 海：边缘附属部分 作用：海洋是生命的摇篮； 大气和陆地、海洋三者相互 作用 从根本上决定了地球上的生态 系统； 海洋是巨大的资源宝库。 资源：生物资源、海底矿产资源、海 水化学资源、海洋动力资源、海洋空间 资源。 返回 （一）海洋形态 （1）洋是海洋的主体，为地球表面特别广 袤的水域； （2）它远离大陆，面积广阔，占海洋的89 。水深3000m以上。 （3）有较高的盐度35以上，水色高、透 明度大，水文要素稳定。 （4）具有独立的潮波系统和海流系统，洋 底地壳具有洋壳性质。 名称太平洋大西洋印度洋 北冰洋 面积 (km2) 178681049165.510476171041478.8104 平均水深 (m) 3957359737111079 大洋面积与水深 最咸的海-红海 最淡的海-波罗的海 最小的海-马尔马拉海 最大的海-珊瑚海 最浅的海-亚速海 最大的内海-地中海 最深的海沟-马里亚那海沟 最长的海沟-秘鲁-智利海沟 最大海底山系-大西洋海岭 最长海峡-莫桑比克海峡 最宽最深的海峡-德雷 克 海峡 最大珊瑚礁-大堡礁 最大珊瑚岛-夸贾林岛 （2）海 海：靠近大陆，或受大陆包围，位 于大洋边缘的水体。 水深在3000m以内。 盐度低、水色低、透明度小、水文 要素不稳定。 潮差大，海底地壳多为陆壳性质。 世界上的海分类：内陆海、边缘海、 陆间海（地中海） 返回 （二）海底地形 海底 大陆边缘：包括大陆架、大陆坡和大陆隆 大洋盆地：是海洋的主体 大洋中脊：大洋中最宏伟的地貌单元 22% 45% 33% （1）大陆边缘 大陆架毗连大陆的浅水区域和坡度平缓 的区域，以200m等深线为界，已被列为大陆国 的专属经济区。 大陆坡大陆向大洋盆地的过渡带的上部 ，水深2003000m，坡度较陡。 大陆隆大陆向大洋盆地的过渡带的下部 ，水深30004000m，坡度较缓。 （2）大洋盆地 主要部分水深40006000m，也称深海盆 地。平坦部分称为深海平原。是地表最平坦的地 区。 （3）大洋中脊 它隆起于洋底的中央部分，贯穿整个大洋 ，线状延伸，成为全球规模的洋底山脉，山高平 均1500m。 返回 二、海洋技术 （一）水下的特殊环境 （1）水中含氧量少，人在水中不能呼吸； （2）高压区域：每加深10m就增加1个大气压； （3）黑暗世界：太阳只能照射到水深40m处，阳光 易被水吸收； （4）低温场所：人体温易被水吸收； （5）动荡境地：无风三尺浪，最高达30多m； （6）水下通信困难：电磁波在水中衰减快，声波 传播慢。 （7）海洋仪器容易腐蚀失效：生锈或有附着物。 返回 （二）海洋技术 海洋技术是一门主要研究为海洋科学调查 和海洋开发提供一切手段与装备的新兴科学， 是当代最重大的新技术领域之一。几乎涉及当 代所有的科学技术，实际上是各种通用技术和 现代最新技术在海洋的应用和发展。 海洋技术是一门既古老又年轻的技术科学 。 海洋技术要求很高。 返回 第二节 人类海洋开发简史 一、岸边原始开发阶段 （1）盐的开发：我国2000多年前已有制盐业 （2）下海捕鱼：定置网（2000多年前），采 珍珠业（日本） （3）运输业：造船业、海上航运业 （4）16世纪20年代苏格兰海底采煤， 美国、印度采金、铀 返回 二、对海洋资源进行广泛调查阶段 （1）指南针的发明对航海的促进 （2）郑和下西洋 （3）1492年，意大利人哥伦布横渡大 西洋 （4）1519年，葡萄牙人麦哲伦作环球 航行 （5）17681779年，英国库克进行三 次世 界性的科学考察。 （6）英国“挑战者”号科学考察船； （7）19251927年，德国“流星”号 调查海 洋物理。 （8）19471948年，瑞典“信天翁” 号调查 赤道海域。 （9）19491958年，俄国“勇士”号 调查船发现马里亚纳海沟深11034。 返回 三、近代对海洋进行有计划的开发阶段 （1）第二次世界大战后迫使各国转向海洋 资源开发，除了传统的盐业和渔业外，又增加 了新兴产业：海洋油气、海水养殖、滨海旅游 、滨海砂矿、海水淡化、海洋化工等。 （2）走世界联合调查和合作开发之路。 1957年成立海洋学研究会（ ） 返回 第三节近代海洋技术的主要 进展和成就 一、现代海洋调查和探测技术 （一）海洋调查船 动力定位系统、自动调查系统、 卫星导航系统、自动驾驶系统、 资料自动处理系统、深海钻探技术、 极地破冰技术 雪龙号 （二）海洋浮标 它犹如一个海上无人自动水文气象站，自动收集 和传 回资料，可利用它建立全球海洋监测网。 （三）卫星遥感 光感、微波探测、雷达探测、散射计、合成孔径 雷达 （四）潜水器 潜艇，全世界有深潜器（载人）近200艘，最大潜 深6500，无人深潜器、水下机器人，水下录像机。 （五）水声技术：探鱼仪与声纳 返回 Agros海洋浮标国家海洋局卫星接收站 赤潮遥感图 无人潜水器探鱼仪 声纳 二、海洋资源开发技术 （一）海洋油气开发 现有勘探开采石油平台6500多座，1989年世 界海上石油产量7.42亿吨，占25，气3078.1 亿米，占20。 代表：张力腿式采油平台 拉索型采油平台 以及海底采油系统 （二）海底矿产资源开发 磷红矿、独居石、锰结核等 有液体提升式、气压提升式、链斗提升式 、 深潜器开采等 （三）海洋生物资源开发 （四）海水化学资源开发 （五）海洋可再生能源开发 潮汐能、波浪能、海水温差、海流、盐差 能。 （六）海洋空间 海港：海洋运输、旅游 返回 三、海洋环境保护和海洋 预报 （一）海洋环境保护技术 海洋环境监测 （二）海洋预报 预防海洋事故 返回 questions 复习题： 1.什么是海与洋？二者的根本区别是 什么？ 2.海底地形可以分为哪几个主要部分 ？ 3.海洋技术包括哪些主要内容？ 4.为什么海洋开发中需要发展海洋高 技术？ 5.海洋有哪些阻碍开发的恶劣环境？ 6.到目前为止，人类对海洋的开发经 历了哪三个阶段？ 十五世纪初，郑和率领庞大的船队进行了七 次大规模的远航，促进了中国与东南亚、印度、 西亚、非洲东海岸各国之间贸易、文化往来。 郑和第一次下西洋，比哥伦布到达美洲大陆 早87年，比达伽马经过非洲好望角早92年，比 麦哲伦环航世界早114年。 返回 有系统、有目标的近代海洋科学考察是“挑战者号”号科学考 察船创始的。1872-1876年英国皇家学会组织了 “挑战者”号在大 西洋、太平洋和印度洋历时3年5个月的环球海洋考察开始的。“ 挑战者”号为三桅蒸汽动力帆船，船长226英尺(68.9米)，2300吨 级，由皇家海军军舰改装而成，共有243名船员，6个科学家组织 参加，由汤姆森爵士领导，是人类历史上首次综合性的海洋科学 考察。这次考察活动第 一次使用颠倒温度计测量了海洋深层水温 及其季节变化；采集了大量海洋动植物标本和海水、海底底质样 品，发现了715个新属及4717个海洋生物新种，验证了海水主要 成分比值的恒定性原则，编制了第一幅世界大洋沉积物分布图； 此外还测得了调查区域的地磁和水深情况。这些调查获得的全部 资料和样品，经76位科学家长达23年的整理分析和悉心研究，最 后写出了50卷计2.95万页的调查报告。他们的成果极大地丰富了 人们对海洋的认识，从而为海洋物理学、海洋化学、海洋生物学 和海洋地质学的建立和发展奠定了基础。 “挑战者”号环球海洋考 察极大地提高了人们对海洋的兴趣。 返回 1947一1948年瑞典的“信天翁”号