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海路漫漫 其修远兮
——海洋科技发展系列报道之三
“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。上月底，科技部举办的一场海洋科技座谈会上，专家们介绍了最新进展，同时指出，海洋监测还需要更多投入。
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。
中科院声学所研究员李凤华说，“无线电在海水里面传播衰减很快，只能传到公里量级，甚至是几百米。而低频的声音在浅海里面可以传数百公里，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。所以声学成为海洋观测里面非常重要的一个手段，声纳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。
本报记者去年随“蛟龙”出海实验。实验前、后、同时，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）。它将测量海水特性，辅助声纳通过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。蛟龙的工作，经常包括带上来一管子深海海水。不光如此，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（声学多普勒水流剖面仪）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，可能辅助精确预报海啸，也可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，才有精确的海底地图；地球上的大部分海区的细节图依然是空白。
中国追赶
目前，结合了声纳和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，并开始在科考活动中发挥作用。李凤华说，“依靠科技部863计划的支持，中国的声学观测技术有了很大进步。据我所知，现在已有从几百个通道监测海底的系统，用来了解海底地貌，以及几千米下的海水。包括地貌的测量，包括海流的测量，包括水下信息的相互通讯，包括定位，作为综合性的技术集成系统，声纳的作用日益凸显。”
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，中国正在其它海洋监测技术领域追赶发达国家。在第九个五年计划期间开始研发的一种岸基雷达观测系统，现在开始在全国装备。目前，我国使用的高精地波雷达，以及海上的大、小浮标，很多都是863计划研制的，这些方面国产技术已经占领了国内市场。
“就我所知，从小的传感器到大的声纳、雷达系统，20年的时间，我们差不多把国际上现有的海洋高技术在跟踪的基础上全部开发过一遍，这体现了国家科技体制优势的一面。之前，我们自主研发的海洋监测系统非常缺乏，技术含量高的更为稀少。”浙江大学教授徐文说。
目前在福建海域，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了基础。
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，那次研究奠定了中国近海流系的基本架构。直到现在国家每隔几年做一次大调查，在原先的基础上不断取得进步。但是，关于海洋现象仍有很多结论似是而非，科学家不敢拍胸脯，就是因为观测的时空覆盖率、分辨率不同，而且不一定是全要素的。现在中国的环境监测网正在逐渐加密。”
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，想提取出叶绿素信号很容易，但是浅海提取叶绿素信号就不准。”
“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，基本上就是一条线，相对比较简单。但是如果说是50米的浅海，声音在海面、海底两个边界之间来回弹很多次，同样5公里，传播路径可达数十条，而且随着海面的波动而变化。“蛟龙号”在浅海的时候水声通信的问题很多，但是越到深海就越顺畅，原因就在于此——到深海后，声音垂直信道传输比水平信道传输要好很多。还有因为上下层密度不一样造成的海水震动，这种人们称之为内波的现象对于水声传播的影响，在全世界也没有完全搞清楚。”
徐文认为，比起陆地上的科研，海洋科研需要去海上现场做实验，而这类实验往往成本很高。
“蛟龙号”海试就是一个例子，这个著名的探海项目，就曾因为需补加实验经费而陷入窘境。
“我们对海洋观测的密度是非常稀疏的，不能跟陆地相比。”研讨会上一位专家指出：“海上投入跟陆上完全不一样，一般的船在海上晃悠一天，几十万就没了。所以海洋需要的投入是非常大的，尤其我们做深海研究的，要跑出去，包括航渡都很花钱。”
李凤华说：“说‘十年磨一剑’，我认为十年是短的。海洋技术从有想法到有样机，怎么也得需要两年的时间；然后去湖里试，试完以后回来改；再到海上试，海试成本又很高，基本上没有一次成功的；这样几个周期一折腾，五年时间很正常，有的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。”（科技日报北京6月7日电）
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。上月底，科技部举办的一场海洋科技座谈会上，专家们介绍了最新进展，同时指出，海洋监测还需要更多投入。
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。
中科院声学所研究员李凤华说，“无线电在海水里面传播衰减很快，只能传到公里量级，甚至是几百米。而低频的声音在浅海里面可以传数百公里，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。所以声学成为海洋观测里面非常重要的一个手段，声纳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。
本报记者去年随“蛟龙”出海实验。实验前、后、同时，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）。它将测量海水特性，辅助声纳通过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。蛟龙的工作，经常包括带上来一管子深海海水。不光如此，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（声学多普勒水流剖面仪）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，可能辅助精确预报海啸，也可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，才有精确的海底地图；地球上的大部分海区的细节图依然是空白。
中国追赶
目前，结合了声纳和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，并开始在科考活动中发挥作用。李凤华说，“依靠科技部863计划的支持，中国的声学观测技术有了很大进步。据我所知，现在已有从几百个通道监测海底的系统，用来了解海底地貌，以及几千米下的海水。包括地貌的测量，包括海流的测量，包括水下信息的相互通讯，包括定位，作为综合性的技术集成系统，声纳的作用日益凸显。”
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，中国正在其它海洋监测技术领域追赶发达国家。在第九个五年计划期间开始研发的一种岸基雷达观测系统，现在开始在全国装备。目前，我国使用的高精地波雷达，以及海上的大、小浮标，很多都是863计划研制的，这些方面国产技术已经占领了国内市场。
“就我所知，从小的传感器到大的声纳、雷达系统，20年的时间，我们差不多把国际上现有的海洋高技术在跟踪的基础上全部开发过一遍，这体现了国家科技体制优势的一面。之前，我们自主研发的海洋监测系统非常缺乏，技术含量高的更为稀少。”浙江大学教授徐文说。
目前在福建海域，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了基础。
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，那次研究奠定了中国近海流系的基本架构。直到现在国家每隔几年做一次大调查，在原先的基础上不断取得进步。但是，关于海洋现象仍有很多结论似是而非，科学家不敢拍胸脯，就是因为观测的时空覆盖率、分辨率不同，而且不一定是全要素的。现在中国的环境监测网正在逐渐加密。”
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，想提取出叶绿素信号很容易，但是浅海提取叶绿素信号就不准。”
“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，基本上就是一条线，相对比较简单。但是如果说是50米的浅海，声音在海面、海底两个边界之间来回弹很多次，同样5公里，传播路径可达数十条，而且随着海面的波动而变化。“蛟龙号”在浅海的时候水声通信的问题很多，但是越到深海就越顺畅，原因就在于此——到深海后，声音垂直信道传输比水平信道传输要好很多。还有因为上下层密度不一样造成的海水震动，这种人们称之为内波的现象对于水声传播的影响，在全世界也没有完全搞清楚。”
徐文认为，比起陆地上的科研，海洋科研需要去海上现场做实验，而这类实验往往成本很高。
“蛟龙号”海试就是一个例子，这个著名的探海项目，就曾因为需补加实验经费而陷入窘境。
“我们对海洋观测的密度是非常稀疏的，不能跟陆地相比。”研讨会上一位专家指出：“海上投入跟陆上完全不一样，一般的船在海上晃悠一天，几十万就没了。所以海洋需要的投入是非常大的，尤其我们做深海研究的，要跑出去，包括航渡都很花钱。”
李凤华说：“说‘十年磨一剑’，我认为十年是短的。海洋技术从有想法到有样机，怎么也得需要两年的时间；然后去湖里试，试完以后回来改；再到海上试，海试成本又很高，基本上没有一次成功的；这样几个周期一折腾，五年时间很正常，有的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。”（科技日报北京6月7日电）