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跟着科博士来看展（4）| 我国如何通过科考建设海洋强国？

2023-03-29 15:20:07 来源:科普广州

滴滴滴

“向海图强筑梦深蓝”航海展

(相关资料图)

众心向党自立自强“党领导下的科学家”主题展

“奋进新时代迈向新征程”院士专家书画摄影作品展

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上期科博士给大家介绍

“现代航空母舰”的秘密

跟着科博士来看展（3）| 海上堡垒，大国重器！来看看“现代航空母舰”的秘密吧！

那么我国是怎样通过科考

建设海洋强国的呢？

一起来了解吧！

PART.01

解码蓝海

海洋科学就像海洋一样包罗万象，大致可分为海洋化学、物理海洋学、海洋生物学、海洋地质学和海洋监测等门类。建设海洋强国，海洋科学研究是基础，而科学考察船则是海洋科学研究的基础设施，没有性能卓越的科考船，海洋研究就只能“望洋兴叹”了。

世界上海洋科考船数量居前几位的是美、日、英、德、法等发达国家。进入新千年以来，这些国家又相继建成并交付使用了新的海洋科考船。这些船的设计突出多学科综合探测研究的特点，装备精良、功能齐全，具备强大的深海大洋立体探测与同步作业的能力。相比之下，我国科考船则是数量少、船舶老旧、功能落后、作业效率低、配套不完善，难以满足当前日益发展的多学科综合考察，特别是深远海综合考察的需求。

由于装备落后，我国的科考从近海走进深海大洋，经历了很长一段历史。1957年，新中国第一艘专业海洋科考船“金星”号正式入列，交付中科院海洋研究所使用。新中国以“金星”号为主力船，1958—1960年开展了首次大规模全国海洋综合调查，基本摸清了我国近海海域的家底。但“金星”号满载排水量只有1700吨，只能用于近海考察。20世纪60年代中期至80年代，我国自主设计建造了一批3000吨级的海洋科考船并投入使用，中科院海洋所的“科学一号”是当时海洋科考主力船之一，一直到2016年退役，功勋卓著。

自“金星号”之后，中国海洋科考船从上百吨拓展到数千吨、几万吨，调查能力从中国沿岸浅海延伸到深海大洋、南北两极，调查内容也从单一学科调查转化为多学科多功能多技术手段的综合科学考察。

例如在现场展出的“向阳红10号”科学考察船，是我国自行设计制造的第一艘万吨级远洋科学考察船。1979年交付国家海洋局使用。

“向阳红10号”排水量约13000吨，装备了双桨双舵，并且在舵上还带有螺旋桨，船中舭部有防摇鳍，船的操纵性和适航性能极好。在12级风中可以坚持航行，在任何两舱进水的情况下，不致下沉。“向阳红10号”主要承担大洋的海洋水文、气象、水声、物理化学、地球物理、地质地貌、海洋生物等调查研究，为发展海洋科学和开发海洋资源服务。曾参加中国首次发射运载火箭、同步通信卫星等重大科研试验任务，1984年11月参加中国首次南极考察队，开赴南大洋、南极洲执行科学考察任务，1988年获国家科技进步特等奖。1999年，向阳红10号进厂改装，主要对航天测量、航海气象、通信导航、船体结构、动力装置、甲板机械及房舱进行了重大改造。1999年7月完成中修技术改装，正式交付中国卫星发射测控系统部海上测控部使用，更名为“远望”4号航天测量船。

PART.02

极地历险

神秘的极地，是影响全球气候变化的重要地区，也是开展气象、陆地、海洋、生物等科学研究的天然实验室。作为世界上少数能在极地独立开展考察并建立科考站的国家，中国自1984年首次踏足南极起，于短短三十多年间，建立起日益完善的极地立体监测体系，打造出“两船六站一基地”的极地考察保障格局，科学探测的深度和广度也在不断拓展。

“世界尽头”的极地，要想探究它，必须先抵达。科考队搭乘的“雪龙”号科考船成了最重要的交通工具。“雪龙”2号是中国第一艘自主建造的极地科学考察船，也是一艘可以在极地破冰前行的船只，能以1.5节航速连续冲破1.5米厚的冰层，破冰能力位于世界前列。

你一定很好奇，以雪龙号为代表的破冰船是如何破冰的呢？

假设船的前方有一块又大又厚的冰面，船只如果从边缘冲撞冰面，是无法劈开冰面的。但是，如果从横向冲撞改为竖向劈砍，那么问题就变得很容易解决了！破冰船首先先开足马力，使得自身吃水浅的船头骑到冰面上，再凭借自身的体重“下压”。由于破冰船船头的结构是类似于斧子的形状，只听“咔嚓”一声，冰面被压碎，被打开了最初的一条缝。这之后再要破冰就变得简单多了，只需要继续往前“劈砍”即可，在船的自重下，船头一点一点把面前的冰切成冰渣，这种破冰也被叫作冲撞式破冰。

在冰面薄的地方，破冰船甚至可以不用停下，仅凭借自身动力就能不断碾碎冰面，开辟前进的道路，这种则叫作连续式破冰。

“雪龙二号”还有一个破冰绝技，就是世界首创的“双向破冰”功能。双向破冰，意思是雪龙二号的船艉和船艏一样，都具有卓越的破冰能力，可以在不进行转向的情况下继续破冰。关于它的运作方式，你可以想象一下单轨火车，原本的车尾在回程的时候就会变成车头，雪龙2号也是同理。

PART.03

海洋开发

海洋蕴藏着丰富的生物、油气、矿产等方面的资源。随着社会经济的发展和海洋科技的进步，我国近年加大了海洋资源开发力度，积极向海洋要资源。

海洋开发船是专门从事海洋资源利用的船舶，从功能上可以分为海洋资源开发船、生物资源开发船、海洋能源开发船等。这类专业船舶的外形已经跟我们熟悉的船舶相差甚远了，它们有的像一个平台、有的像一个巨大的网箱，也有的根本是一座海上工厂。它们各个身怀独门绝技，如开采海洋油气资源的海上油气平台、收集海上风能的海洋风场、养殖海产品的海洋牧场等等。

PART.04

蓝鲸2号

我国十分重视对南海资源的开发。南海东部油田位于珠江口盆地海域，已建成7大油气产区，现有50个油气田、41座生产设施，是我国南方最大的原油生产基地，建有我国最大的深水油气田群。自1990年首个油田投产以来，已累计生产原油超过3亿吨，生产天然气560多亿立方米，改变了我国南方能源生产结构中“缺油少气”的局面，成为粤港澳大湾区的重要能源支柱。2022年底，仅南海东部油田年产油气就突破2000万吨油当量，较2021年增产超过220万吨，天然气产量约占粤港澳大湾区天然气总消费量的四分之一。

海上钻井平台是开采海洋油气的设备，它被称为“流动的国土”，体现着一个国家的整体工业实力和发展方向。10年前，中国还完全没有自主制造海上钻井平台的能力。目前，中国在该领域已达到完全自主化，部分技术达到世界一流水平。

我国南海的“蓝鲸2号”平台，是目前全球最大、最先进的超深水半潜式钻井平台。平台长117米，宽92.7米，高118米，装有8个推进器，能在海上移动。平台的最大作业水深为3658米，最大钻井深度15250米，自重4.4万吨，可抵御15级以上的飓风，可在全球95%的海域作业。

蓝鲸2号，和她的姐妹船蓝鲸1号的任务，是在南海开采可燃冰。可燃冰，又名天然气水合物，被称为能满足人类使用1000年的新能源，是今后替代石油、煤等传统能源首选。它是甲烷和水在海底高压低温下形成的白色固体燃料，可以被直接点燃。1立方米可燃冰可释放出160-180立方米的天然气，其能量密度是煤的10倍，而且燃烧后不产生任何残渣和废气。

据估计，我国南海东沙、西沙和神狐等海域有丰富的可燃冰资源，可供中国用135年。但是这些可燃冰资源分布在水深600-1100米的海底以下220米以内的两个矿层中，开采实属不易。

2017年5月，“蓝鲸1号”在南海首次实现可燃冰试采，产气总量超过30万立方米，产气时长、产气总量，双双打破世界纪录，向全世界展示了“大国重器”的实力。2020年3月，蓝鲸1号的姐妹船蓝鲸二号，在南海实施可燃冰第二轮试采，取得成功并超额完成任务。在水深1225米的南海神狐海域，试采创造了产气总量和日均产气量两项新的世界纪录，攻克了深海浅软地层水平井钻采核心技术，实现了从探索性试采向试验性试采的重大跨越，产业化进程取得重大标志性成果。

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