海洋技术概论复习资料

海洋技术概论复习资料一、概括现代立体化海洋调查和探测技术的主要技术设备？1、在海面进行调查和探测的技术装备有调查船、浮标站；2、从空中和空间进行调查和探测的技术装备有飞机、卫星；3、在水下进行调查和探测的有潜水器、水下试验室和水声技术。二、说明“挑战者”号海洋科学者察船所取得的重大意义？ 它第一次使用颠倒温度计测量了海洋深层的水温；在 362 个点上进行了生物标本 的采集；测量了海底地形、地质；测量了环流、海水透明度、海洋动植物，分析 了海水盐度；在大西洋中发现了锰结核。这次调查证明了人类对海洋知之甚少， 它对近代海洋学的创立起了重要的作用。被称为近代海洋科学的“奠基性调查”。三、阐述海洋调查船的主要特点？(1) 装备有执行考察任务所需要的专用仪器装置、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，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。(3) 具有良好的操纵性能和稳定的慢推进性能 .海洋调查船只经济航速一般为1215 节，但常需使用主机额定低速以下的慢速进行测量和拖网。(4) 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的组合 导航定位系统。系统使用计算机控制，随时可以提供船位的经纬度，精确度一般 为 o1 海里，最佳可达 o4m 。(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。四、阐述海洋调查船的类型及用途？1、近海调查船：船体小、吃水浅、航区小、续航力低，只装备浅水调查用的仪 器设备；2、远洋调查船：船体大、吃水深、航区广、续航力长，装备着深水调查用的仪 器3、综合调查船：主要从事海洋基础科学考察试验的综合调查，学术性较强，多属于各国海洋科 学研究部门和院校所有。4、专业调查船：只承担海洋学某一分支学科的调查任务。具有任务单一、重点突出、工作 深入的优点。如海洋测量船从事海洋航道及海图测量；开发研究船：如地球物理 勘探船、地质调查船、渔业调查船、气象观察船等5、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海洋调查船。五、简述与调查船有关的技术及发展动向 与调查船有关的技术及发展动向1、计算机网络化使调查船具备良好的操纵性、动力定位和站位保持性能；海水采样、底质采 样、生物采样可自动进行，测量仪器的投放和回收受海况影响小；测量数据采集 和处理量及速率大大提高。2、低速操纵性调查作业多以低速航进，要求船要有灵活的操纵性。3、导航设备精确的导航技术是调查船必不可少的技术。现在海洋调查船已普遍应用新的 无线电导航设备；近代先进调查船还应用卫星导航系统，配备卫星接收机，可进 行全球、全天候导航， 般情况下定位精度可达 30100 m 4、动力定位系统 对一些定位要求很高的海洋钻探船，采用这种系统即通过电子计算机控制 系统，调节调查船上的低速操纵装置，使船保持在一定的位置上 。 5、实验室、作业区布局和调查设备海洋调查船的综合性是 21 世纪新设计的主要特点，其主要体现在宽大的工 作甲板和实验室空间。海洋调查已成为当前海洋多学科研究的平台，不仅平台功 率、实验空间和科学储藏空间扩大而且具有更大的灵活性和可靠性。6、调查船新型船壳设计小水线面双体调查船，吃水浅，稳定性好，用作沿岸海洋调查专用船；一 些新型调查船安装了防横摇设备、水文绞车和吊车运动补偿设备；新建调查船一 般装备：差分全球定位仪、卫星数据传发系统、海底及海底次表层剖面测量装置、 海流剖面仪等；有的装备遥控自动潜水器。 一、海洋浮标的分类海洋浮标按观测项目来分，有海洋水文气象遥测浮标、海洋污染监测浮标、地 震测量浮标和多用途浮标；根据浮标在海面上所处的位置，分为锚泊浮标、漂流 浮标和潜标。(1) 锚泊浮标又称为海洋资料浮标或海洋遥测浮标。它是用锚把海上平台系 留在海上预定的地点，具有定点、定时、长期、连续、较准确地收集海洋水文气 象资料的能力。(2) 漂流浮标与锚泊浮标不同，其特点是体积小、重量轻没有庞大复杂的 锚泊系统，可以在海上随波逐流地收集大面积有关海洋资料，具有简便、经济之 特点。现已在全球大气研究计划第一期全球实验、北太平洋试验、风暴传递和响 应试验、赤道太平洋海洋气候研究计划等一些国际大洋考察中广泛使用，为厄尔 尼诺、海气相互作用等的研究，提供实时的海洋环境资料。(3) 潜标则可潜于海中，能避开表层恶劣海况的影响，主要用于深海测流以 及深层的水文要素测量。海洋浮标技术的组成海洋浮标是一个综合的系统工程。它包括海上测报与岸上接收两大部分。 (一)海上测报部分。 它主要包括浮体、传感器、资料采集和处理、通信、电 源和锚泊系统六部分。(1) 浮体是海上仪器设备的载体。现有的锚泊浮标多采用圆盘状，其次是枝 状和船式，而漂流浮标多采用圆锥柱状体。圆盘状浮体重心低、稳定性好、摇摆 幅度小是较好的一种浮体形状。浮体一般由表面涂有防腐涂料的合金钢、玻璃 钢以及其它合成材料制成，有较强的耐腐蚀性。通常，圆盘形浮体的使用寿命可 达 10 年。(2) 传感器系统。是装在浮体上的各种测量仪器，包括气象传感器和海洋传 感器两部分，用于进行各种海洋水文、气象测量，主要的测量参数有风速、风向、 气压、气温、水温、湿度、盐度、海流、海浪和浮标方位等参数。浮标上的传感 器类似人的感觉器官，有着观天察海的本领，要求它们不但牢固可靠、不怕风吹 浪打，而且有强的抗海水腐蚀性能。(3) 数据采集和处理系统。传感器获取的资料经过该系统的处理、存蓄并转 换、传递，而使之成为有用的信息，是海洋浮标技术的重要组成部分之一。目前 使用微功耗的微处理器，采用先进的电子技术，对资料的收集和传递进行控制， 既可靠，又省电，是一项新的、发展迅速的技术。 (4)通信系统。是浮标技术的 核心部分。传感器获取的资料必须通过通信系统进行传递，而岸站对浮标的指令 也必须通过通信系统下达。浮标与岸站 (船上)之间的通信联系一般超过视线范 围。其通信性能与距离的远近、浮标的大小、功率的高低以及采用的工作频率有 关。目前，浮标与岸站之间的通信多采用高频、甚高频和特高频三种不同的传递 方式。(5)电源系统。是海洋浮标的动力源。通常，采用蓄电池、燃料电池作为浮 标的电源。目前，人们正在研究利用风能、太阳能、波浪能作为浮标的动力源， 以改进浮标的性能，延长工作时间。(6) 锚泊系统。在锚泊浮标上使用，由缆索和锚组成，是保证浮标在海上“站 住脚”的关键设施。有单点锚泊和多点锚泊两种。单点锚泊多用于深海，多点锚 泊则用于浅海。由于海中存在着鱼咬和腐蚀问题所以对锚伯系统的可靠性要求 很高，既要牢固可靠，又要防腐防污，这样才能经久耐用。浮标上的锚缆一般用 金属链和强力尼龙绳混合使用。漂流浮标在漂流过程中，用微处理机对整个系统进行控制，它边观测边 发报通过卫星转播所观测的资料，并由卫星确定漂流浮标的位置。对于潜标系 统，由水下测量系统和布放回收潜标的船上信号发射和接受两部分组成。(二)岸上接收部分 主要设备有遥控发射机、遥测接收机、天线(菱形、笼形或卫星接收天线)、时序 控制器、解调泽码器、电子计算机，电传打字机和数字磁带机等。海上浮标定时 发送的资料或接收岸纳指令随时发送的资料，岸站均能自动接收，打印出真值数 据并记求在数字磁带上。 海洋浮标技术伴随着电子技术、卫星通讯和定仿技术、微机和软件技术、传感器 技术以及电源技术的发展应用而不断完善。目前全世界已有数百个锚泊浮标和数千个飘流浮标，在一些国家邻近海域和大 型国际海洋研究中，布设了锚泊浮标网和飘流浮标阵。我国已拥有大型、小型等 4 种 16 套海洋锚泊浮标和 2 套飘流浮标，并已构成浮标网。这是我国海洋环境 监测系统的重要组成部分。第三节 海洋遥感技术由于海洋调查船、海洋浮标等调查设备只能获得海洋中点、线、面的区域性 连续资料，还不能对大面积海区、甚至整个大洋进行同时而又系统的调查和观测。 遥感技术指的是把传感器装载在人造卫星、宁宙飞船、 飞机、地面等工作平台 上，对海洋进行远距离非接触观测，取得海洋景观和海洋要素的图像或数据资料。遥感技术是在普通航空摄影基础上逐步发展起来的一门独立的边缘学科，至今 经历了（飞机）航空遥感和（卫星）航天遥感两个阶段。而海洋遥感是空间技术应用 于海洋科学研究，从事海洋资源调查与环境监测的新兴领域。海洋遥感始于第二 次世界大战期间。发展最早的是在河口海岸制图和近海水探测量中利用航空遥感 技术。此后，航空遥感技术更多地应用于海洋环境监测、近海海洋调查、海岸带 制图与资源勘测方面。海洋卫星海洋卫星是专门用于海洋观测，为海洋研究、海洋环境调查和资源开发利用提供 信息而设计发射的一种人造地球卫星。它是在气象卫星和陆地资源卫星的基础上 发展起来的，属于高档次的地球观测卫星，是地球观测卫星系列中的一个重要分 支，包括军用海洋监测卫星、综合性的海洋观测卫星、各种专用的海洋学研究卫 星等。其主要应用于海洋环境研究、监侧和预报；海洋资源开发利用和海洋环境 保护；海洋综合管理，海洋防灾与减灾，提供各种固定及移动平台和船上的导航 及卫星定位以及军事方面的应用等。海洋遥感技术一般包括遥感工作平台、传感系统、信息处理和应用四部分。 遥 感工作平台是装载遥感传感器的运载工具。现代遥感系统的工作平台分为地面工 作平台、航空工作平台和航天工作平台三类，根据需要，它们既可单独使用也可 联合使用。（一）地面工作平台地面工作平台指的是地面上装载传感器的固定或可移动的装置，其中包括遥感 观测塔、地面遥感站等。地面工作平台的特点是建造容易、寿命长、对传感器的 重量、体积等要求不高、使用控制方便、测量精度高、可进行连续观测。弱点是 “视野”狭窄，只能进行定点或局部海区的观测。（二） 航空工作平台包括飞机、无人驾驶飞机、气球和探空火箭等。将传感器安 装在航空平台上进行的遥感称为航空运感。航空遥感的特点是机动灵活、观测范 围较宽、测量精度较高，特别适合于海岸带和局部海区的遥感观测和环境监测。三） 航天工作平台包括人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等。在航天工作平台上进 行的遥感称为航天遥感，它源于航空遥感，又高于航空遥感，是海洋遥感中的后 起之秀。既不受严寒酷暑变化的影响也不受地理条件的约束，能够随意跨越高 山和海洋，乃至广阔无根的荒漠以及人迹罕至的北极和南极。如地球资源卫星所 覆盖的由积 rV 达 34 枷阶，每 18 大就可覆盖地球一遍。所以航灭遥感的突出特 点是“站得高，看得远”，观测范围大，因而可对传统方法无法观测或无法发现的 现象进行观测从而大大地开阔了人们的眼界，加深了对某些自然现象的认识。 航天遥感的缺点是技术复杂、对伶感器的要求尚、测量精度比不上地面和航空运 感。遥感传感器遥感传感器是记录日标辐射、反射、散射的电磁波能量，以便识别日 标特征的专用仪器。海洋遥感技术的发展，首先要归功于各种传感器的进步，正 是依靠这些仪器实现了人类感官的扩展和延伸，因而称为“传感器”。日前用于海洋遥感的传感器按其工作的电磁波诺段来划分可分为可见光传 感器、红外光传感器和微波传感器三类。可见光传感器的特点是空间分辨能力高，如美国的“阿波罗”、“又空实验室”等航 天器，通常都使用中等焦距如80 咖或更大焦距的感光摄影机。如果摄像高度约 加hn,地面授盖宽度约为xD km,其地面分辨率为50100 m。如果采用457 咖焦距，飞行高度111km，地面分辨率可达5m；对所获取的信息记录在相片上， 比较直观、分析解译较容易、如在测量沿岸水深和水团混合带,海面石油污染 时可以获得比较精确的图像。其缺点是不具有全天时（只能在白天）、全天候（不 能透过云雾）的工作能力。可见光传感器特别适宜于拍摄云图、观测梅冰、海岸形态、沿岸流流向、波 浪折射、浅海测深、海岛和浅滩定位、测定海洋水色透明度及叶绿素含量等。红 外传感器红外线也是电磁波的一部分，波长范围是 o78 叩至 1 删 c 工作在这一波段的传 感器称为红外传感器，其中最主要的有红外扫描仪。多光谱扫描仪和沿岸带水色 扫描仪也包括一二个红外信 道。目前的红外传感器所使用的红外波长方法大体有两种：一种是反射红外，其 特点与可见光差不多；另一种是热红外，这是根据物体辐射出来的红外线，其强 度取决于物体的温度的方法。对于海洋表面温度来说，热红外传感器是最有前途 的一种传感器。例如.机载的红外辐射温度计，测温绝对猪度可达*0. 2宅；红 外扫格仪可区别 o510c 的温差，用于沿岸和河口热污染的监测。红外传感器的特点是：空间分辨率高，大体上接近于可见光传感器的水平； 照片较直观、解译不很难；热红外传感器具有全天时（即夜间也能工作）的工作能 力。缺点是不能透过云盖、烟雾等。微波传感器波长在 1M 至 30 帅之间的电磁波称为微波，工作在这一波长范围内的传感器称 为微波传感器。各种微波辐射计、微波散射计、雷达高度计、微波侧视雷达和合 成孔径雷达都属于微波传感器。出 f6J 见光和红外传感器受大气利其它环境因素影响较大，使它的应用受到 定的限制。人们对微波传感器寄予很大的希望。微波有其特定的透射“商口”。 对云层、冰雪、地表植被村一定的穿透能力；另一人面有水汽和氧的选样带，可 以直接测量大气参数 c 微波传器特别适用于海洋，因为海水是一种导体，微波对 海水的导电性能很敏感，可以用微波测量海水益度。微波能穿透诲冰，所以 trJ 以用微波测量海冰厚度。微波对海团粗糙度也十分敏感.因此可用微波测量海而 风速、风向以及波浪的有关参数 微波传感 2S 还呵用来测定海团油膜的厚度， 以上这些都是可见允和红外传感器很难胜任的。微波遥感传感器有元源和有源之分 元源传感器亦称被动微波动传感器。它本身没村电磁波发射源，只靠接受目标所辐射和反 射的电磁波进行探测。如微波幅射计，它只测量海团自然发射或反射的辐射。在 棚一A海洋卫星上使用了扫描式多通道微波辐射计，能获取海面温度、海团风等 大量信息，一天所得的海洋情报，就相当于 20 咖份船舶观测的资料。 有源传感器也叫主动微波传感器。它本身可以向目标发射电磁波，然后通过接受目 标的 M 波，来完成探测利识 5Ij 的任务。这类传感 2S 所获取的回波与日照的变 化无关，所以图像稳定情晰，比较容易判读。目前海洋卫星上使用的雷达高度计、 合成孔径雷达、微波散射计就属 3 有源传感器一类。使用雷达高度计可获取海洋 水准而、重力异常、表面流流速、潮汐高度、波浪高度等，其中波高测量精度可 达110 M,流速测量精度61达*20 cWs ；使用合成7L径雷达可获取海而波、内 波、海流等海洋特机资料；使用微波散射计可获取海面风的资料。风速测量精度 为*1. 7创s,风问测量精度为117。 微波传感器的特点是：具有全天时(昼夜都 dT 以工作)、全天候(能芽透云雾、降 雨等)的工作能力；较易 3 实现主动式遥感。缺点是所获取的资料分析解译较复 杂,空间分辨力较低。 遥感传感器获取的信息一般记录在照片亡或计算机用磁带上。这些信息往往很不 明显,需要经过处理才能供用户使用,这就是遥感信息处理。目的是：(1) 把用户看不值或很难懂的信息转换成用户很容易看懂的 形式,如把照片或计算机用磁带转换成图 c(2) 把照片中不明显的信息显示出来。(3) 把照片的灰阶(黑白程度)数字化和计算。 目前,遥感信息处理的方法“般来说有二种：一是电子光学影像增强技术, 即利用电子光学技术处理遥感照片,使照片中的信息更加突出明显；另一种是计 算机信息处理技术。遥感技术在海洋中的应用(1) 海洋气象学。海洋遥感最早的应用领域是海洋气象学。利用卫星观测台风的 产生和运动规律,确定台风中心位置,大大提高了预报的准确性。(2) 海洋水文学。遥感在海洋水文学研究中的应用最广阔。海面温度、盐度、水 团、海流、波浪和海冰等都可以用遥感技术来观测。(3) 海洋生物学。利用多光谱遥感技术,可以观词海水的水色和透明度,估计海 水中叶绿京的含量，有助于海洋初级生产力的研究。(4) 海洋渔业。遥感技术可用于侦察鱼群，帮助渔船增加渔获量。美国利用载人 飞船与飞机和船舶相配合，在墨西哥湾开展了鱼群与海水参数之间关系的研究， 在白令海开展了机载传感器遏感鱼群生物发光，从而确定鱼群位置的研究、取得 了很多成果。(5) 海洋环境救测c利用卫星可以发现海样较大范围内的f5染，如石油话染、热 污染、污水和固定垃圾污染及赤潮等。利用航空遥感监测近海海洋环境，具有机 动灵活、分辨率高，特别适合于收测突发的污染事件，如船漏、海难、井喷、非 法排污等。(6) 海洋航运c利用卫星可观测人面积悔区的海面风场、波浪场、海冰和冰山.这 些资料有助于船舶的安全航行和寻找最佳航线。帆星被用于船舶导航系统，这种 导航系统的定位精度超过了过去的所有定位方法。(7) 海洋工程。J见光遥感可用于观测海岸、海峡和河n的形怂、波浪折射、沿岸 泥沙搬运等，还可以用于浅滩定位和浅海海底制图这些都是港湾建设和保护、 海岸和浅海施i介可缺少的资料。海洋遥感技术发展趋势海洋遥感技术的出现，使海洋观测系统有f根本性的转变，目前已逐步转向以贮 星遥感为土，辅以航空遥感、调查船调杏、锚泊浮标和岸站系统的现代海洋观测 系统c卫星遥感具钉许多优点.盗用低廉、覆盖面广、不受恶劣天气影响，rf获 得实时堆连续资料近 20 年米，海洋卫星遥感技术发展迅猛异常，并取得了举世瞩目的成就。现已 从实验阶段发展到业务应用阶段。全世界共发射 10 多颗专用的海洋卫星。我国 于 108 年发射“风云1(凹)”卫尽其中有 3 个半通道用于海洋通道；并已立项在 删年前后发射我国专门的海洋卫星，其上装载有10个通道的海洋水色扫描仪和4 个通道的 ccD 成像仅，并将通过这两部遥感器实施海洋水色的监测，以达到快 速、全天候观察海洋的目的.故命名为海洋水色卫星c当前，一个多层、立体、多角度、全方位和全天候的对地观测网正在形成。在今后的 10 年中，人们将看到高、中、低轨道结合；大、中、小卫星协同；粗、 细、精分辨率互补的全球观测系统。在信息与数据处理方面，将加速技术整合， 实现遥感制图、地理信息系统和卫星定位系统一体化的“数字地球”或“数字国土” 工程。在应用领域，将强调情息共享逐步实现网络的国家自然资源与环境空间 信息基础设施，提高综合分析能力，扩大空间信息使用的社会效益和经济效益 什么是水声技术？它包括哪些技术？通常，我们把研究和开发海洋所用的声学技 术叫作水声技术。一般又把利用水下声波的传播特性来进行水中目标探测、识别、 定位、导航和通讯的设备系统，都广义地称之为声纳(SONAR)系统，其类似于陆 地上的雷达，有人把声纳称作“水下雷达”。由于光波和各种电磁波在海水中被吸收得很厉害，衰减很快，只能传播很短的距 离，而且波长愈短，衰减愈大。而声波，特别是低频声波能在海洋中传播很远的距离。 水声技术已被广泛应用于水下探测等活动中。在军事上，民用航海上，渔业上， 潜水活动，海底勘探等活动中发挥着不可替代的重要作用。什么是声纳系统？它包括哪些内容？ 一般又把利用水下声波的传播特性来进行水中目标探测、识别、定位、导航和通 讯的设备系统，都广义地称之为声纳(SONAR)系统，其类似于陆地上的雷达，有 人把声纳称作“水下雷达”。声纳系统通常包括主动声纳、被动声纳、声纳重入系统、水声遥测遥控和水声通 讯仪等。简述主动声纳、被动声纳工作原理？一、主动声纳主动声纳是一种有源声纳，它利用一组换能器发射声信号，通过自 身或另一组换能器从目标反射回来的信息来侧目标的参数和性质。 一个简单的 主动声纳是由发射机、接收机、换能器和指示器等组成的。它的工作原理 声纳 发射机的作用是产生功率足够大的声频或超声频电信号，通过安放在水中的发射 换能器把它变成声信号辐射出去。声信号在水中以 1500m/s 左右的速度向前传 播，一旦碰到目标就产生回波，反射回来的声信号通过接收换能器接收后，转换 成电信号。换能器的功能是进行能量转换，在声纳系统中普遍使用的是电声换能器。通常， 把能将电能转换成声能的换能器称为发射换能器，而将声能转换成电能的换能器 称为接收换能器或水听器。在主动声纳系统中，常使用一个换能器兼作声波的发 射和接收。接收机的功能是接收信号，并进行放大处理加工。 指示器是声纳的终端设备，一般可分成两类：一类是听觉指示器，如耳机、喇叭； 另一类是视觉指示器，如记录器和显示器等。 目前，采用主动声纳工作原理的水声设备多种多样，主要的有回声测深仪、侧扫 声纳、鱼探仪、声学多普勒海流计等。二、被动声纳被动声纳只处于被动接收状态工作，不发射声信号，因此人们还称 其为无源声纳。这类声纳根据水中目标所辐射的噪声 （如潜艇螺旋桨的噪声、鱼 类噪声等）或声源（如载在鱼体上作为生态跟踪的小型声源，声信标、爆炸声等 ） 所发出的声信号，由此判断发声体的位置和特性。在潜艇上用途最大的水声设备是被动声纳，即靠测听敌人舰船的噪声来工作的声 纳。海洋中不少动物能够发声，故可利用被动探测系统监视鱼群的涸游特性，为 海洋捕捞提供有价值的数据；利用深海水听器系统，能准确地测出水下地震、水 下火山爆发的位置和强度等。4、简述水声通讯技术？目前广泛应用的水下通讯设备有哪些？ 水声通讯技术是当代海洋开发和海洋环境立体监测中的重要技术组成部分，是一 类无缆的水下信息传输设备。它通过海水介质，以应答或自动方式，实时地传输 各类传感器（如水下潜标）的输出数据至岸站、指挥船或水面浮标。通过水声信息 传输，实现水下开关、数据调整等遥控功能。目前，广泛应用的水下通讯设备有水声通讯机、水下图像传输、水声遥测遥控 系统等5、简述海洋声层技术？ 利用声学方法在大范围海域测量海洋动力特性的一种遥感技术。这是 20 世纪 70 年代末开始研究的一种迅速、同步观测广阔海域立体空间的高技术。海洋声层析 技术原理和医学上 x 射线成像术相似。它是利用海中声速传播与海水温度、盐度、 密度的关系，根据声传播时间的变化，反过来演算出海洋中温度、盐度、密度分 布状况.海洋层析测量时，在所测量的水域周围，布放若干个水声发射和接收换能器一 些换能器发射声信号，另一些换能器接收声信号，并精确处理声波的传播时间， 计算声波传播的速度。换能器数量越多，穿过海水水团的声线也越多，获得的信 息就越多。1、海洋仪器有哪几种分类方式？按照这些分类方式各分为哪几种？ 海洋观测仪器按结构原理可分为声学式仪器、光学式仪器、电子式仪器、机械式 仪器以及遥测遥感仪器等；根据运载工具不同，划分为船用仪器、潜水器仪器、 浮标仪器、岸站仪器和飞机、卫星仪器。2、简述海洋仪器的发展特点？(1) 海洋仪器向多样化发展。(2) 系统化。进行了系统化的考虑，除各种要素的传感器不同外，信号形式，处 理器，记录器尽量通用，这样可使仪器结构简化，耗电减少，而使标准性、通用 性、互换性提高。(3) 采用以计算技术等高新技术。由以机械、化学仪器为主发展到电子仪器是一 次变革，而运用计算技术、遥感技术、水声技术、激光技术等又是一次变革。特 别是计算技术已成为现代化海洋仪器所必备，广泛应用于测量的程序控制、信息 的运算和存储、资料的分析、整理、打印、绘图、交换和传递。3、简述颠倒温度计工作原理？ 颠倒温度表通常与颠倒采水器装在一起放入海中。当颠倒采水器到达预定的深度 时，把使锤沿着钢缆打下去，撞击采水器，使它翻转，释放另一个使锤，对钢缆 上的下一个采水器重复同样的动作。当采水器翻转时，将海水取样，用它来测定 盐度；翻转时还将温度表内的水银柱中的水银截断，以保持当时测得的温度值， 否则当把温度表提起，穿过温度较高的表层海水时，表的温标就上升了。潜水技术 潜水技术是水下作业的一种重要手段，是指供人员和机具潜入水下环境的专门装 备和操作方法。随着海洋开发的需要潜水技术已发展成为一项专业技术，如进行水下施工、海 底采矿、打捞沉船、水中养殖、军事侦察、水下农业和海底建筑等，都需要潜水 技术。现代海洋潜水技术分为有人潜水和无人潜水两大类。潜水技术作为海洋资源开发，特别是深海资源开发的一个共用性技术，受到各国 极大重视。（二）高压潜水的分类高压潜水可分为常规潜水和饱和潜水两种。1、常规潜水。又称：“非饱和潜水”。是指潜入水下进行短时间作业后立即减压 回到水面的潜水。由于潜水员在高压环境下暴露时间不长，血液和机体组织尚未 被中性气体饱和的潜水方式。它主要用于较浅水域的作业，减压时间比饱和潜水短得多共特点是潜水设备以 及操作步骤简单，费用也较少。常规潜水的供气装具有水面供气式（又称重潜水）和自携式（又称轻潜水）两种。（三）水下实验室 水下实验室又称“水下居住舱”。为应用饱和潜水原理设置在水 下的供潜水员和科研人员工作、休息和居住的人工生活环境。其结构大多是钢质 的圆筒、圆球或椭球，也有用尼龙橡胶等材料制成的充气结构。大多固定在海底 上，少数漂流于一定深度或可移动的水中。根据任务的不同，水、电、气体、食物可自己携带、水面母船供给、水面补给、 浮标供给或岸上供给，与水面或岸上连接的气管、水管和电缆等组成的集束称为 “脐带”。水下居住舱根据饱和工作原理，舱内人员在高压环境下居住和生活，通过下部的 出入口，人员可以外出潜水，但必须穿潜水服和带潜水呼吸器。工作人员可分批 由潜水钟接送进入或离开水下居住舱。它可供水下调查、水下施工、潜水实验、 水下采矿等之用 。海洋可再生能源的特点（1）可以再生，“取之不尽，用之不竭”。（2）没有污染 “干净”、“绿色”、“环保”。（3）能流密度低，分布不均，大部分蕴藏在远离 用电中心区的海域（4）随时变化，不稳定。潮汐：海水在月球和太阳等天体引力作用下所 产生的周期性的自然涨落现象。潮汐能：海水涨潮和落潮形成的水的势能潮汐能量*潮量，潮差潮汐发电的基本原理及形式潮汐发电站的基本组成接受能量潮汐水库（接受、储存潮汐能）传递能量水轮机组（势能变为机械动能） 转换能量发电机（机械动能转换为电能）潮汐发电的技术难点 超低水头（势能小，能量低）变工况 （差异大，不稳定）效率低（间歇发电，电力变化）材料三防（防腐、防污、防附）波浪发电 2.1 波浪能 波浪成因：海风，气压变化，海底地壳运动（地震、火山爆发等）波浪能：海洋表面波浪所具有的动能和势能。波浪能量*波高的平方，波浪的周期，迎波面的宽度。波能能级：每米波前（即波浪正面宽度1 m）的功率（kW）。波浪发电装置的分类按固定位置分：（1）海洋式波浪发电装置（2）海岸式波浪能发电站按工作原理分：（1）利用物体在波浪作用下的振荡和摇摆运动（2）利用波浪压力的变化（3）利用波浪的沿岸爬升把波浪能转化为水的势能 海洋温差发电3.1 海洋温差能 海洋温差能：海洋表层海水与深层海水之间水温之差的热能。 全世界海洋温差能理论估算值 1012 kW 量级。我国海域温差能理论估算值1.5x108 kW （99%在南中国海）。 海水温差能海水温差能综合利用。连续稳定供电。 海水温差发电的形式 按热力循环系统的形式分为 3 类：（1）开式循环系统（克劳德循环系统，闪蒸法， 扩容法） 以温海水作为工作介质。在冷凝器冷却后排掉。 优点：发电淡水和副产 品。缺点：压差小；汽轮机大；冷水管长；可能影响周围生态环境。（ 2 ）闭式循环系统（中间介质法） 以低沸点物质（如丙烷、氟利昂、氨等）作为工作介质。在闭合回路内反复 蒸发、膨胀、冷凝。 优点：工作压力高；汽轮机可以减小。缺点：低沸点工质可能污染环境。（3）混合循环系统 保留工作介质循环回路工作介质蒸发器：海水直接加热f扩容闪蒸加热；液体对流换热f冷凝放热 （避免海洋生物附着，确保传热良好）。 海水温差发电的技术难点：转换效率低（2.5%4%）；能量密度低；设备尺寸庞大，冷水管要求高。海洋盐差发电 海洋盐差能：海水与淡水之间或两种盐度不同的海水之间的化学电位差能 .是 能量密度最大的一种海洋可再生能源（盐度 35 的海水与河水之间的化学电位差 相当于 240 m 水头差）。（ 1）海洋生物资源种类及其主要特点？海洋生物资源包括：水产资源 浮游生物资源.微生物资源.药物资源.海洋生物资源主要特点：一是有生命的、可生可灭。二是能够通过繁殖、发育、生长和新老替代，使资源得到更新、补充。称为“再 生性资源”或“可补性资源”三是具有一定的自我调节能力，保持生态平衡，在各自的生态位上发挥不可替代 的作用（2）概述海洋生态系统、海洋食物链？生态系统内部具有调节能力，生态系统的结构越复杂，物种数目越多，自我调 节能力也越强。但自我调节能力是有限的，超过了这个限度，调节也就失去了作 用。生态系统是一个动态环境，是经历了一个 从不成熟到成熟的发育过程，其中早 期发育阶段和晚期发育阶段有不同的特性 生态系统具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能。而物种组成的变化，环 境因素的改变和信息系统的破坏是导致自我调节失效的三个主要原因。 在海洋生物群落中，从植物、细菌或有机物开始，经食植性动物至各级食肉性动 物，依次形成摄食者的营养关系，这种营养关系被称为食物链，亦称为营养链。 所谓食物链，是指生物之间的弱肉强食、互相依存的食物关系，俗话说“大鱼吃 小鱼，小鱼吃虾米，虾米啃泥底”，就生动而形象地比喻了这种相依为命的食物 链关系。食物网是食物链的扩大与复杂化。物质和能量经过海洋食物链和食物网 的各个环节所进行的转换与流动，是海洋生态系中物质循环和能量流动的一个基 本过程。（3）海洋生物资源开发应用基本原则与策略？1、不破坏生态平衡，维护可持续发展2、全面规划，统筹兼顾，综合开发海洋生物资源 3、全面贯彻“科技兴海”战略，加强海洋生物资源开发利用的科技含量 4、保护海洋生物资源，防治海洋污染，保护海洋生态环境 5、加强政策与法规的保障作用1、海洋渔业资源调查有哪些技术？一、渔业遥感技术渔业遥感探鱼是一种综合的探鱼技术，其特点是探测范围大、速度快、信息量大。 包括：卫星遥感；飞机遥感；船上遥感使用技术：激光技术；红外技术；微波技术；声波技术2、探鱼仪器主要有哪些？1、垂直探鱼仪 2、水平探鱼仪3、网位仪3、捕鱼技术有几种？各有哪些方式？五种.无网捕鱼技术,光诱捕鱼技术,声诱捕 鱼技术.电气捕鱼技术. 吸鱼泵.主要方式有:音响诱鱼,灯光诱鱼,催眠捕鱼,气幕捕 鱼,磁性捕鱼1、海上运输空间包括哪些方面？一、海港码头二、海上船舶、航海运河三、海底隧道四、海上机场五、跨海大 桥六、海底通讯网2、简述海上生活娱乐空间？一般的形式有：1、海上展览馆2、海底居住室3、旅游潜艇4、海底游览车3、海上储藏和倾废与陆地相比有哪些优势？1、简述海啸与风暴潮的区别？ 海啸是由水下地震、火山爆发或水下塌陷和滑坡等所激起的巨浪。破坏性的地震 海啸只在地震出现垂直断层，震源深度小于2050km，里氏震级大于6. 5的条 件下才能发生，没有海底形变的地震引起的海啸较弱水下核爆炸也能产生人造 海啸。风暴潮是指由于强烈的大气扰动或气压剧变而引起的海面异常升降现象， 其实质是波长很长的强迫惯性重力波，波长介于地震海啸与低频海洋潮汐之间。2、论述海洋水文信息和海上天气信息的重要性？1、为海上航运业提供有关水位、海流、海浪、风和海雾等信息，以保证航行安 全、提高航行效率；2、为了有效地清除海面油膜和其它污染物，提供污染海域海流和海浪数据；3、为海洋生态学家提供需要的海流资料、水温和盐度资料.掌握海洋动植物生 态环境；4、为海洋地质学家提供海底地形及沉积物变化情况；5、掌握历史最高水位数据对抗御海洋灾害具有重要意义。3、现代化的海洋环境监测网包括哪些技术？ 由在空间、空中、海面、海下各种探测设备构成的全球立体观测系统和包括大型 计算机以及各种现代化新技术装置组成的高速通讯网构成。全球立体观测系统中包括：地面站、探测站、船舶、海洋浮标站、声纳系统、定 高气球、火箭、飞机、卫星等。4、海洋预报的方法有哪些？各有哪些特点？ 1、经验统计法经验统计方法是依据历史资料来建立预报因子和各种水文气象要 素关系的方法，主要手段是利用逐步回归和统计相关。现在常用的方法有周期分析，回归分析，经验正交函数分解等方法。特点：方法简单，使用方便，适于局部，精度和预报时效较差，仅能代表一般现 象。2、数值计算法数值计算预报方法是根据解流体力学和热力学方程来确定海洋的 未来状态。它是完全建立在已知海洋和大气环流的基本规律，以及海洋和大气之 间的热力和动力相互关系的理论成就的基础上的。特点 :由于目前的理论水平不 高和对海洋现象的认识不足，在建立数值预报模式中，海洋动力和热力状况的特 征值采用假设值，带有一定的经验性。海洋数值预报的准确性很大程度上有赖于 气象预报的准确性。1、引起海洋污染的原因是什么？ 人类直接或间接地把物质和能量引入海洋环境（包括河口），因而造成损害海洋 生物资源，危害人类健康，妨害捕鱼等海洋活动，破坏海水的正常使用价值和降 低海洋环境的优美程度等有害影响。2、解释概念：海洋自净能力；海洋环境容量？1、海洋自净能力: 污染物质进入海洋后，由于海洋环境的作用，发生了种种反应过程。如由于海水 的物理（扩散、稀释）、化学（氧化、还原）和生物学（降解等）的综合作用，使有毒物 质分解、破坏、变化产生新的无毒物质，或稀释降低了污染物质的浓度，从而改 善水质，消除或减弱污染物质可能带来的种种危害。这种自然净化的能力也叫做 自净作用。2、海洋环境容量 是指某一海区所能容纳的污染物质的最大负荷量，容量大小是海区自净能力强弱 的指标。对污染物总量进行监控，可将排入海区污染物控制在允许的总容量内，在总容量 下限制各种排放物的量。3、海洋中有哪些污染物？（一）石油及其产品（二）重金属和强碱（三）农药及多氯联苯 （四）有机物质和营 养盐类（五）放射性核素（六）固体废物（七）废热4、海洋污染调查分为几种？采用的方法和技术有哪些？调查和监测的内容有哪 些？ 在我国，海洋污染调查主要分四种：基础调查、专题调查、应急调查和监测调查。 目前己制定的海洋调查与监测的主要方法有人工采样分析,实验室分析仪器（分光 光度法,原子吸收法,气相色谱法）现场水质分析系统,海洋污染遥感技术 （包括：航天遥感、航空遥感和地面遥感。）主要内容:海洋污染监测的物质或参数主要有汞、砷、镉、铬、锌、有机氯、溶 解氧、酸度、特殊离子、浊度、油类等。监测物的载体一般分为水质监测、底质监测和生物监测。5、论述防治海洋污染的主要方法？ 一、海上溢油的控制和清除（一）防止油膜扩散方法 （二）溢油回收 （三）分解或沉降二、重金属污染防治常用的重金属污染防治方法可分为物理处理和化学处理两类： 物理处理法有“过滤法”、“沉淀池法”、“凝聚沉淀法”化学处理法有“氧化一还原法”、“PH调节法”、“凝聚法”、“吸附法”、“离子交换 法”.三、有机氯农药和多氯联苯的污染防治防治方法主要有：（1）严禁使用DDT和六六六等农药，或降低使用剂量，提高农药的使用效果, 严禁在水域中直接使用；（2）研究高效低毒农药；（3）处理方法上，如采用发展酵母菌分解多氯联苯的方法，或用高温和放射线照射它，以达到分解的目的。四、有机污水的防治有机物质的处理一般采用生物处理法。利用微生物的分解作用将污水中的有 机物质分解，使污水净化。