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1、海洋监测 Marine Monitoring rmc 2014.07.17 海洋覆盖着地球 十分之七以上的 面积，蕴藏着极 其丰富的资源。 l太空中的蓝宝石 l液态水的星球 l生命的摇篮 物理-化学-生物-地质过程相互作用 海洋-大气-陆地相互作用 地球上水的分布 储库 体积 （103 km3） % 海水134993097.4 海冰200.001 陆地冰川278002.0 湖泊和河流2250.02 地下水80620.59 水蒸汽130.001 合计1386050100.0 海洋资源的开发利用 海洋石油及其化工： 海洋石油和天然气储量占世界油气总量的25%和20%，无 论从储量估计和开发趋势看，
2、均具有重要战略意义。 海盐工业和海水综合利用： 食盐、碳酸钠、氯化钾、氯化镁、金属镁、溴及其 精细化工。 海洋矿物： 多金属结核、结壳、热液硫化物等。富含Co、Ni、Cu、 Zn、Pb等贵重金属 海洋环境问题 海洋环境的化学污染：石油、重金属、有机物等 对海洋生物的危害 海洋是水禽之家，也是涉禽的栖息地。海洋一旦遭到石 油污染，许多海鸟就会面临灭顶之灾。 大量石油涌入海洋，造成海水中严重缺氧，会使海洋中 的生物很快窒息死亡。 潜水鸟在海水中潜游一段距离后上浮时，海面上的油污 就像油质外套一样 披在它们身上，使其再次落入水中， 这样不断上浮下沉，下沉上浮，使它们在惊恐中死去。 对于飞翔能力较强的
3、海鸥来说，只要偶然接触到漂浮在 海面上的油膜，石油就会渗入或粘住它们的羽毛，使它 们游不动也飞不起。 侵入海鸟体内的石油化合物还能引起肺炎或使其神经失 常，甚至降低鸟卵的孵化率。 海水富营养化过程 废水的排泄 有机物的富集和降解 耗氧 海洋环境问题 海洋生态环境问题：海洋酸化，赤潮频发，生物种类灭绝等 对人体健康的重要危害-食物链的富集 海洋污染 p 海洋污染通常是指人类改变了海洋原来的状态，使 海洋生态系统遭到破坏。有害物质进入海洋环境而 造成的污染。可损害生物资源，危害人类健康，妨 碍捕鱼和人类在海上的其他活动，损坏海水质量和 环境质量等。 p 联合国海洋法公约 （1982）GESAMP的
4、定义,将海洋污染定义为: 人类直接或间接把物质或能量引入海洋环境,其中包 括河口湾,以至造成或可能造成损害生物资源和海洋 生物、危害人类健康,妨碍包括捕鱼和海洋的其他正 当用途在内的各种海洋活动、损坏海水使用质量和 减损环境优美等有害影响。 Pollutants Entering the Ocean Farm runoff 20%Air pollutants 20% Marine transportation 10% Offshore oil 10% Industrial wastewater 5% Litter 5% 评价海洋环境管理和陆源污染治理效果 必须依靠海洋环境监测 海洋环境监测是关
5、系到经济建设、社会发展、人民健康和 国家安全的重要工作，也是拉动我国海洋科技发展的关键 因素之一。 l 浮标 l 科学考察船 l 潜水器 l 海洋遥感-飞机、卫星等 海洋探测技术包括 Argo浮标自沉浮式剖面探测浮标 小型多参数海洋环境监测浮标研究进展 该浮标是一种海洋环境监测系统 ，能锚定于远离海岸或湖泊的 预定站位上，长期、连续、自 动地监测风、气温、气压、水 温、波浪、海流等海洋水文气 象要素，为海洋环境监测与预 报、海洋开发、海洋科学研究 和海洋军事活动提供服务。 科学考察船 海洋科学考察船的任务：调查海洋、研究海洋 它调查的主要内容有海面与高空气象、海洋水深与地貌、地 球磁场、海流与
6、潮汐、海水物理性质与海底矿物资源(石油、 天然气、矿藏等)、海水的化学成分、生物资源(水产品等)、 海底地震等。 专用科学考查船始于1872年的英国“挑战者”号。该 船长226英尺，排水量2300，使用风力和蒸汽作为动 力。从1872年起，历经4年时间环绕航行，观测资料包 括洋流、水温、天气、海水成分，发现了4700多种海 洋生物，并首次从太平洋上捞取了锰结核。 18881920年，美国的“信天翁”号探测船探测了太平洋 。1927年德国的“流星”号探测船首次使用电子探测仪测 量海洋深度，校正了“挑战者”号绘制的不够准确的海底 地形图。 据报道，全世界总共有科学考察船2000多艘，其中 美国50
7、0多艘，原苏联400多艘，日本380多艘。 潜水器 核潜艇活动范围：300400米的海洋深处 现状：占地表77%以上面积的海洋深处3000米 潜水器征服了深海 潜水器 载人潜水器 无人潜水器 1953年，法国人奥古斯特皮卡德设计建成的“里雅斯特”号 自航式浮水器，1960年1月23日由奥古斯特皮卡德的儿子雅 克皮卡德以及另一名潜水员美国海军上尉唐纳唐维尔什共 同乘坐，闯荡万米深渊马里亚纳海沟。创下了10916米的 世界纪录。 p1988年，法国研制的可下潜6000米的深潜器，可载3人， 能直接考察世界97%的洋底，可进行摄影、录像，还有两只 分别为7个和5个自由度的机械手，用来采集海底样品。
8、p1989年，日本建造了可达水深6500米的深潜器“深海6500” 号，创造了载人深潜器水下6527米作业的世界纪录。 第一艘有实用价值的潜水器是英国人哈 雷于1717年设计的 我国首个7000米超深度 载人潜水器下水 俄“和平号”深海潜水器 2007.08.02从洋底返航 什么是海洋遥感？ 海洋遥感（ocean remote sensing）利用传感器对海洋进行 远距离非接触观测，以获取海洋景观和海洋要素的图像或数 据资料。 遥感主要有三个应用方面： 陆地遥感 海洋遥感（难度最大） 气象遥感 海洋遥感是一门交叉学科。 涉及海洋学、物理学和信息科学等多种学科，并与空间技 术、光电子技术、微波技
9、术、计算机技术、通讯技术密切 相关。 是2O世纪后期海洋科学取得重大进展的关键学科之一。形 成了从海洋渡谱分析到海洋现象自动识别等一套完整的理 论与方法。 研究内容 海面风场 海表温度（SST）、海表盐度、海色 海洋动力要素：海浪、海面高度、内波 海冰、海底地形、油膜及其它海洋污染物 鱼群监测 对于海洋研究的重要性 n海洋观测难度大，因此更依赖于卫星遥感观测 n在全球气候变化、大洋环流、赤潮监测等多个领 域具有重要作用 n发展前景看好，对于考研以及今后的个人发展具 有重要意义。 海洋卫星-主要技术: 传感技术 海面温度分布图: 测量海面的温度及其特征 对数据分析并打印成表 海浪高度: 即主动微
10、波遥感(雷达成像系统) 利用海面“粗糙度”不同的原理来进行分析处理 卫星上向海面发出雷达波： 无浪平静海面(光滑面): 雷达波发生镜反射,雷达接收不到回波 。 海面有波浪(“粗糙”面): 雷达波向各个方向散射，发生漫反 射，雷达收到一部分回波。电脑算出海面的“粗糙”度，从而得 知海浪的高度。 海洋卫星-航空遥感 发展简史 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深测量中利用航空 遥感技术 1950年美国使用飞机与多艘海洋调查船协同进行了一次系 统的大规模湾流考察，这是第一次在物理海洋学研究中利 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
11、、海岸带制图与资源勘测方面。 1957年苏联发射第一颗人造卫星 1960年NASA发射了第一颗电视与红外(infrared)观测卫星， 开始从航天高度上探测海洋 1961年美国水星(Aqua)计划。 1973年Skylab证实了可见光(visiblelight)和近红外 (nearinfrared)遥感对地球连续观测的能力。 1975年GEOS-3卫星高度计(SatelliteAltimeter)。 发展简史 1985年以来发射的主要卫星 发展简史-主要传感器类型 我国的海洋遥感 n2002年才发射了第一个海洋卫星 HY-1A。 n2007年4月11日发射了HY-1B。 我国的海洋遥感 发展目
12、标 建立起一整套海洋卫星应用体系，包括： 以可见光、红外探测水色水温为主的海洋水色卫星 系列(HY-1) 以微波探测海面风场、海面高度和海温为主的海洋 动力环境卫星系列(HY-2) 以多光谱成像仪、合成孔径雷达、微波散射计、辐 射计、雷达高度计等多种遥感器为主载荷的海洋环 境综合卫星系列(HY-3) 希望到2015年，形成以我国海洋系列卫星为主导的 立体海洋监测网，使我国的海洋卫星及其应用水平 达到国际先进水平，并进入世界海洋遥感先进行列 。 目前，我国在卫星制造、 发射及卫星应用上已形成 了产业。第九个五年计划 （1996年至2000年）以来 ，中国加快了这一产业的 发展，先后成功发射气象 卫星、海洋水色卫星、通 信广播卫星、资源卫星和“ 北斗”导航卫星等多种类型 的应用卫星。此外，卫星 应用技术也得到快速发展 ，已生产出系列化的卫星 应用产品。这些卫星被广 泛地用于国情普查、资源 调查、环境监测、灾害预 报和海洋管理等领域，取 得了良好效益。 国家海洋监测系统 Thank you !
