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海洋知识宣讲之“海洋开发与科技”

时间:2019-04-15 来源:今夜新青年


海洋知识宣讲之“海洋开发与科技”

听郑守仪院士奶奶讲神秘的“有孔虫”

1.海洋科学技术要素包括哪些方面?

答:海洋科学技术要素包括海洋科学、海洋技术、海洋产业技术、海洋管理技术。

2.海洋能蕴含哪些能量?

答:海洋能资源是海洋中蕴含的动能热能和盐度差能的总称。海洋是一个巨大的能源宝库,海洋能主要包括潮汐能、潮流能、海流能、波浪能、温差和盐差能等,是一种可再生的巨大能源。这些能量是蕴藏于海上、海中、海底的可再生能源,属新能源范畴。 

3.你知道什么是潮汐能吗?

答:潮汐能是以位能的形态出现的海洋能,是指海水潮涨和潮落形成的水的势能。海水涨落的潮汐现象是由地球和天体运动以及它们之间的相互作用而引起的。在海洋中,月球的引力使地球的向月面和背月面的水位升高。由于地球的旋转,这种水位的上升以周期为12小时25分和振幅小于1m的深海波浪形式由东向西传播。太阳引力的作用与此相似,但是作用力小些,其周期为12小时。当太阳、月球和地球在一条直线上时,就产生大潮(springtides);当它们成直角时,就产生小潮(neaptides)。除了半日周期潮和月周期潮的变化外,地球和月球的旋转运动还产生许多其他的周期性循环,其周期可以从几天到数年。同时地表的海水又受到地球运动离心力的作用,月球引力和离心力的合力正是引起海水涨落的引潮力。

4.什么是波浪能?

答:波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的,它实质上是吸收了风能而形成的。能量传递速率和风速有关,也和风与水相互作用的距离有关。波浪可以用波高、波长和波周期等特征来描述。

5.什么是海流能?

答:海流能是指海水流动的动能,主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动。海流能的能量与流速的平方和流量成正比。

    相对波浪而言,海流能的变化要平稳且有规律得多。潮流能随潮汐的涨落每天2次改变大小和方向。一般说来,最大流速在2m/s以上的水道,其海流能均有实际开发的价值。

6.什么是盐差能?

答:盐差能是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能。主要存在于河海交接处。同时,淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。盐差能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。通常,海水(35‰盐度)和河水之间的化学电位差有相当于240m水头差的能量密度。这种位差可以利用半渗透膜(水能通过,盐不能通过)在盐水和淡水交接处实现。利用这一水位差就可以直接由水轮发电机发电。

7.什么是温差能?

答:温差能是指海洋表层海水和深层海水之间水温之差的热能。海洋的表面把太阳的辐射能的大部分转化成为热水并储存在海洋的上层。另一方面,接近冰点的海水大面积地在不到1000m的深度从极地缓慢地流向赤道。这样,就在许多热带或亚热带海域终年形成20℃以上的垂直海水温差。

8.我国海洋运输业发展状况如何?

答:我国是个贸易大国,现有大、中、小型商港160多个。改革开放以来,扩建和新建了许多海港,比较有名的海港城市有上海、青岛、大连、宁波、厦门、天津等。1998年海洋运输已承担起我国对外贸易70%的货运量。发展中的交通运输网,除沟通我国沿海地区外,还通过众多的国际航线加强了我国和世界各国的海上联系。可以说,我国运输船舶已通行于世界五大洲的各主要港口。

9.什么是现代海洋空间利用?

答:现代海洋空间利用是为了发展生产和改善生活的需要,把海上、海中、海底和海岸带的空间用作交通、生产、储藏、军事、居住和娱乐场所的海洋开发活动。

10. 如何利用的海洋空间?

答:⑴交通运输空间:海洋交通运输的优点是连续性强、成本低廉,适宜对各种笨重的大宗货物作远距离运输;缺点是速度慢,运输易腐食品需要辅助设备,航行受天气影响大。

⑵海上生产空间:海上生产项目建设的优点是可大大节约土地,空间利用代价低,交通运输便利,运费低,能免除道路等基础设施建设费用;冷却水充足,取排方便,价格低廉,可免除污染危害。缺点是基础投资较大,技术难度高,风险大。

⑶海底电缆空间(通信、电力输送):通信电缆包括横越大洋的洲际海底通信电缆、陆地和海上设施间的通信电缆,电力输送主要用于海上建筑物、石油平台等和陆地间的输电。

⑷储藏空间:利用海洋建设仓储设施,具有安全性高、隐蔽性好、交通便利、节约土地等优点。

⑸文化、生活、娱乐空间:随着现代旅游业的兴起,各沿海国家和地区纷纷重视开发海洋空间的旅游和娱乐功能,利用海底、海中、海面进行娱乐和知识相结合的旅游中心综合开发建设。如日本东京附近的海底封闭公园,游人可直接观赏海下的奇妙世界。美国利用海岸、海岛开发了集游览和自然保护为一体的保护区公园。

11.什么是海洋遥感技术?

答: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。中国的海洋遥感技术始于70年代,开始是借助国外气象卫星和陆地卫星的资料,开展空间海洋的应用研究,解决中国海洋开发、科学研究等实际问题。同时,中国积极研究发展本国的卫星遥感技术。1990年9月,中国发射“风云-1乙”卫星,该卫星上有两个波段为专用的海洋窗口,用于海洋遥感探测。

12.什么是海洋导航技术?

答:海洋导航技术,主要包括无线电导航定位、惯性导航、卫星导航、水声定位和综合导航等。无线电导航定位系统,包括近程高精度定位系统和中远程导航定位系统。最早的无线电导航定位系统是20世纪初发明的无线电测向系统。

20世纪40年代起,人们研制了一系列双曲线无线电导航系统,如美国的“罗兰”和“欧米加”,英国的“台卡”等。卫星导航系统是发展潜力最大的导航系统。1964年,美国推出了世界上第一个卫星导航系统――海军卫星导航系统,又称子午仪卫星导航系统。目前,该系统已成为使用最为广泛的船舶导航系统。中国的海洋导航定位技术起步较晚。1984年,中国从美国引进一套标准“罗兰-C”台链,在南海建设了一套远程无线电导航系统,即“长河二号”台链,填补了中国中远程无线电导航领域的空白。在卫星导航方面,中国注重发展陆地、海洋卫星导航定位,已成为世界上卫星定位点最多的国家之一。

13.什么是海水淡化技术?

答:海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术,可以增加淡水总量,且不受时空和气候影响,可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。从海水中取得淡水的过程为海水淡化。现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、以及碳酸铵离子交换法,目前应用反渗透膜法及蒸馏法是市场中的主流。

世界上有十多个国家的一百多个科研机构在进行着海水淡化的研究,有数百种不同结构和不同容量的海水淡化设施在工作。一座现代化的大型海水淡化厂,每天可以生产几千、几万甚至近百万吨淡水。水的成本在不断地降低,有些国家已经降低到和自来水的价格差不多。某些地区的淡化水量达到了国家和城市的供水规模,这为人类解决淡水危机展示了光明的前景。

14.什么是海洋农牧化?

答:海洋农牧化是以海水养殖和增殖手段,发展海洋水产业的过程,是“蓝色革命”的主要内容。此过程可在较短时间内提高海洋生产力,增加海洋生物资源量,满足人类对海洋水产品的需要。当前,日本、美国等发达国家的海洋农牧化成绩突出,鲑、鳟鱼放牧已形成一个稳定的产业。这些国家每年向海域投放大量鱼苗,并增强海洋生物技术的投资,发展自动化程度较高的养殖技术,将优良品种选育、幼苗孵化、病害防治等列为科研工作的主攻方向。据预测,今后50年内,海洋农牧化生产将超过海洋捕捞渔业,成为海洋渔业的主体。

15.国际十大海洋科学考察船?

答:中国“东方红二号”、美国“Atlantis号”、日本“地球号”、欧盟“北极光号”、英国“JAMESCOOK号”、中国“科学号”、日本“新白濑号”、中国“雪龙号”、美国“Sikuliaq”号、俄罗斯“特列什尼科夫号”。

16.船用雷达的用途是什么?

答:船用雷达只能测出舰船在海面上的相对位置,但无法测出它在海面上的绝对位置。因此,雷达导航主要用于观测船只的移动和障碍物的位置,特别适用于黑夜和雾天中,引导船只进出港口,通过狭窄水道和沿海岸航行,对防止航行中碰撞事故很有帮助。

17.我国第一个北极科考站叫什么?

答:北极黄河站--中国首个北极科考站,2004年7月28日成立。北极黄河站位于北纬78度55分,东经11度56分,在实际的地理位置上,它处于挪威斯匹次卑尔根群岛的新奥尔松地区,是我国继南极长城、中山两站后的第三座极地科考站。中国也成为第八个国家在挪威的斯匹次卑尔根群岛建立北极科考站。

国家海洋局确定中国首个北极科学考察站站名为“中国北极黄河站”。中国北极站所“驻扎”的站房,是一座斜坡顶的二层独栋小楼,与其它7个国家科考站的距离都不远。

18.登录北极的第一人是谁?最早的中国人是谁?

答:1978年日本勇敢的单身探险家植树村直独自驾着狗拉雪橇,完成了人类历史上第一次一个人单独到达北极点的艰难旅程。目前为止,他也是唯一的只身到达北极点的亚洲人。6年之后,他在又一次独身登山探险活动中,再也没有回来。他终于走完了自己探险生涯的旅途,长眠在阿拉斯加麦肯齐雪山的冰峰下。

1947年,重庆大学工学院院长冯简教授,代表中国出席巴黎国际文教会议,然后由当时中国驻挪威大使馆代办雷季敏相助,只身进入挪威的北极圈内地区开展考察。他此行回国后,著有《余在北欧时所见之北极光》。冯先生于重庆解放前夕,被国民党胁迫举家赴台湾已于1962年病逝。他是第一位进入北极开展科学考察的中国科学家。

19.中国在南极建成的第一个科学考察站叫什么名字,建在哪个岛上?

答:1985220日,中国首次南极考察队在南极洲的南设得兰群岛上,胜利建成中国第一个南极科学考察站—长城站。

20.中国开展了哪些南极考察?

答:19801月,应澳大利亚南极局的邀请,中国选派董兆乾和张青松2人首次赴澳大利亚南极凯西站进行为期47天的科学考察与访问,他们是第一批登上南极大陆的中国科学家。中国自1984年开始,每年组织一次南极考察。执行首次南极考察任务的是“向阳红10”号科学考察船和海军“J121”号打捞救生船。

21.中国在南极有哪些考察站?

答:目前中国在南极设有两个考察站,均为常年站。长城站位于南极半岛北端、南设得兰群岛乔治王岛南部(62°12'59"S,58°57'52"W),建成于1985220日,是在中国首次南极考察期间建设的,当时参加科学考察的船是“向阳红10”号。中山站位于南极圈内普里兹湾畔,在东南极大陆拉斯曼丘陵上 (69°22'24"S,76°22'40"E),建成于1989226日,是在中国第5次南极考察期间,在极地号考察船的支持下建设的。

22.中国参加了哪些北极科学组织

答:1990年,8个环北极国家成立了国际北极科学委员会(IASC)1996年,又成立了政府间的北极理事会。几乎所有北半球发达国家都开展了北极研究活动。我国于1996年加入了组织成为第16个成员国。

23. 第一个到达北极点的探险家是谁?

答:美国探险家罗伯持.皮尔里是第一个到达北极点的探险家。皮尔里在北极探险花费了23年的时间,他为了实现自己攀登北极点的志愿,很早就开始了精心的准备并多次进入北冰洋。1908年6月6日,皮尔里再次率领“罗斯福”号探险船去北极探险。探险队由21人组成,9月5日“罗斯福”号驶抵离北极只有约900公里的谢里登角,却被严严实实地冰封在海湾里了。

    第二年2月22日皮尔里留下一些人员组成3个梯队,向最后一个出发点——哥伦比亚角前进。前两个梯队打前站负责探路、修建房屋好让皮尔里指挥的第三梯队保持旺盛的体力向北极点冲击。4月1日,最后一批人员撤回基地,参加最后冲锋的只有皮尔里、亨森和3个爱斯基摩人。,当时突击队离北极点还有约240公里。快到北极点时,他们每个人的体力都消耗太大了,两条腿仿佛有千斤重,一步也迈不动了,眼皮也在不停地“打”。稍待休息之后皮尔里一行勇敢地冲向北极点,终于在1909年4月6日到达北极点。后来经过专家们的仔细鉴定确认皮尔里是世界上第一个到达北极极点的探险家所到达的地点是北纬89度55分24秒西经159度。皮尔里在北极逗留了30小时后返回营地。

24.列举三位国家海洋局第一海洋研究所的科学家。

答:袁业立,我国著名的物理海洋学家和海洋工程环境专家。

    方国洪,物理海洋学家,我国海洋潮汐学主要开拓者。

    丁德文,在海洋生态建设和环境保护的工程技术实践和综合管理系统工程方面也有独到的建树。

25.现代海洋科学奠基人?

答:斯韦尔德鲁普,挪威海洋学家,气象学家,现代海洋科学奠基人。第二次世界大战期间,他在研究水声问题、海浪预报和海流图的绘制等方面取得辉煌的成果,与W.H.蒙克共同提出海浪预报方法。他发表论文200多篇,包括海流推算的密度计算法、海水蒸发、涌升流、波浪和海流等方面的研究。著有《气象学家的海洋学》、《海洋》(与M.W.约翰森、R.H.弗莱明合著)。《海洋》巨著在海洋科学发展史上起了划时代的作用。

26.中国海洋科学研究历史上的三次浪潮分别是什么?

答:在我国海洋科学研究历史上,有三次海水养殖浪潮席卷全国:第一次是上世纪60年代以来,以海带为代表的海洋藻类养殖浪潮;第二次是上世纪80年代以来,以对虾为代表的海洋虾类养殖浪潮;第三次是上世纪90年代以来,以海湾扇贝为代表的贝类养殖浪潮。这三次浪潮,均发源自青岛南海路7号。而刘瑞玉院士,正是第二次浪潮的引领者之一。

27.新中国成立60年十大海洋人物

答:国家海洋局第一任局长齐勇、物理海洋学家和海洋教育家赫崇本、海藻科学家曾呈奎、中国海洋石油总公司第一任总经理秦文彩、新中国航海家贝汉廷、南沙守礁第一人龚允冲、物理海洋学家苏纪兰、核潜艇之父黄旭华、新中国第一位国际法院法官倪征(日奥)、海上特别斗士潘伟。

28.谁被誉为中国水下机器人之父?

答:蒋新松。

29. 被称为“扇贝之父”的海洋科学家是谁?他为贝类养殖做出了什么贡献?

答:张福绥。水产养殖学专家。在从事海洋科学研究的40多年间,他把全部心血都凝聚在了中国海洋贝类实验生态学、贝类养殖生物学和贝类人工繁殖学研究事业上,被沿海渔、农民尊称为“扇贝之父”。

30. 郑守仪是研究哪方面的海洋专家?

答:郑守仪开创并全面发现了我国现代有孔虫研究,她亲手绘制了近万幅有孔虫形态图,2003年郑守仪获国际有孔虫研究最高奖——“库什曼有孔虫研究突出成就奖”。

    有孔虫(学名:foraminifera),是一类古老的原生动物,5亿多年前就产生在海洋中,至今种类繁多。由于有孔虫能够分泌钙质或硅质,形成外壳,而且壳上有一个大孔或多个细孔,以便伸出伪足,因此得名有孔虫。有孔虫是海洋食物链的一个环节,它的主要食物为硅藻以及菌类、甲壳类幼虫等,个别种的食物是砂粒。有孔虫是浮游生物中重要的组成部分,也是大多数海洋生物的重要的食物来源。

31.我国第一台机器人名叫什么?

答:20世纪90年代,我国第一台6000米海底作业机器人“CR-01”号研制成功,并于1997年在太平洋完成了各项洋底调查任务。

32.我国历史上从何时起指南针应用于航海?

答:宋代。宋徽宗宣和元年(1119年),朱彧《萍洲可谈》成书,书中称记“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,晦阴观指南针”。宣和五年(公元1123年),徐兢奉命航海出使高丽,撰《宣和奉使高丽图经》四十卷,记述了航海出使的整个行程和相关历史事件,其中也记载了应用指南针航海。这是目前世界上用指南针航海的最早记录。

33.我国第二颗海洋卫星“海洋一号B”是何时成功发射的?

答:2007年4月11日,我国第二颗海洋卫星“海洋一号B”成功发射并交付使用。

34.世界上第一个研制出能在海中自由游泳的智能机器人的国家是哪个?

答:世界上第一个研制出能在海中自由游泳的智能机器人的国家是日本。

35.我国研制成功的深海海底作业机器人“CR—01”号,能下潜的最大深度是多少?

答:1995年我国研制成功深海海底作业机器人“CR—01”号,它能下潜的最大深度是6000米。它属于无缆自治机器人。

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