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　　可能是由于地球上的生命起源于海洋的原因，历经千万年已经站在进化树顶端的人类，对大海的憧憬和向往仍深深地铭刻在基因里。从张九龄的“海上生明月，天涯共此时”到海明威的《老人与海》，千百年来，大海已经演变成一种文化符号。但正如美国生物学家西尔维·埃勒所说：“有一种错误观念认为我们已经征服了海底，而事实是我们对于海底的认知还不如火星多。”对于人类而言，大海尤其是深海还显得十分神秘，有太多的未知等着我们去探索，去发现。

　　500多年前，达·芬奇设计出一套潜水服，人们开始逐渐探索认知海洋。但受之前科技水平的限制，当时人们对海洋的认知多是通过航海从船上取得的，所以当时对海洋的观测只能是表面的、短暂的、不连续的。随着技术的发展和探测需求的推动，科技工作者不再局限于海表，而是想要深入深海进行连续长期的观测。

　　20世纪70年代，深海科学研究迎来了一次突破高潮。70年代初深海钻探证实了海底扩张和板块运动，1977年在东太平洋的洋中脊发现了黑烟囱和热液生物圈，1978年在北大西洋的深海底发现了深海风暴，这一系列新发现，不断给地球科学和生命科学带来惊喜和难题。在深海高压、低温等极端环境下，不仅发现了天然气水合物，还发现了二氧化碳水合物；在海底一些特殊的地质条件下形成的热液、冷泉系统及其周围的生物群落，已经成为当今深海研究的热点。另一方面，随着陆地资源的日益开发、人口的逐渐增长，海洋因为广阔的空间、丰富的资源而战略地位日益凸显，越来越多的国家，尤其是临海国家，逐渐把目光聚焦在海洋上。

　　我国“十三五”规划纲要中明确指出：“坚持陆海统筹，发展海洋经济，科学开发海洋资源，保护海洋生态环境，维护海洋权益，建设海洋强国。”正所谓“工欲善其事，必先利其器”，不管是研究海洋科学问题，还是开发利用海洋渔业、生物、矿产资源或者油气能源，亦或维护海洋权益，都需要我们对海洋有足够的认知和理解。因此，海洋探测设备的研发与实际应用是现今海洋科学研究的热点和难点。近年来，随着海洋意识的逐渐增强，我国对海洋也愈加重视，相继设立了众多国家级、部级等不同层面的涉海项目。美国国会通过的海洋计划对海洋探测设备也着重做出了相应规划。

　　各类遥感卫星以及飞机：通过不同波段的星载或机载雷达监测海洋内波、海色等参数。

　　水面上的各类海洋科学考察船：随着我国造船水平和工艺的提升，我国的海洋学家已经基本告别了乘坐小船出海考察的困难时期，现阶段国内很多海洋科学考察船的续航能力和作业能力已经达到国际先进水平。如国家海洋局的“向阳红”系列科考船、“大洋一号”科考船、专用于南北极考察的“雪龙号”极地科考船，中国海洋大学的“东方红2号”科考船以及在建的“东方红3号”科考船，中国科学院海洋研究所的“科学”系列科考船。

　　浮在水面的浮标以及在水面之下的潜标：其中最著名的是“ARGO计划”，通俗称“ARGO全球海洋观测网”。该计划是由美国等国家的大气、海洋科学家于1998年推出的一个全球海洋观测试验项目，在全球大洋中每隔300千米放置一个卫星跟踪浮标，总计为3000个，组成一个庞大的ARGO全球海洋观测网。旨在快速、准确、大范围地收集全球海洋上层的海水温度、盐度剖面资料，以提高气候预报的精度，有效防御全球日益严重的气候灾害给人类造成的威胁，被誉为“海洋观测手段的一场革命”。我国也于2002年1月宣布加入“ARGO计划”，并已投放了系列Argo浮标。

　　海底观测网：基于地震监测及海底长期连续观测需求的增长，各个国家开始将在海底建设长期连续的观测网络提上日程并逐步推进。在海底长期连续观测方面，美国是起步最早、观测网种类最多、取得成绩最大的国家。最著名的是位于美国加利福尼亚蒙特利湾外的MARS（蒙特利加速研究系统）海底观测系统。MARS是北美大陆第一个海底连缆的深水观测网，旨在为新的海洋科学仪器提供测试平台，从而加快科学发现的速度。加拿大也铺设了海底观测网VENUS（维多利亚海底试验网），属于太平洋东北加拿大的不列颠哥伦比亚州，位于温哥华岛的南端。加拿大另一个有名的海底观测网是NEPTUNE-Canada（东北太平洋时间序列海底联网试验），该观测网是迄今为止全球最大的深海海底连缆观测网。欧洲也组建了自己的观测网SN-1。日本是最早着手海洋和海底长期观测的国家之一，也是迄今为止西太平洋区海底观测科技领先的国家，但日本海底观测的重点聚焦在地震监测。日本的观测网较为著名的是VENUS（海底电缆系统多功能生态监测网），其著名之处在于它是利用退役的海底电缆充当通信网络进行组网的。近年来，我国也在加大力度组建海底观测网，目前已在我国东海、南海各建立了一套。

　　深海空间站：深海空间站是处于设想阶段的水下运载平台，就像“龙宫”一样。它可以载人并且长期停留在深海，并且配备穿梭式多功能载人潜水器，可以为我国深水油气田开发、海洋观测网络的建设与维护、海洋科学研究提供深海作业设备。

　　游弋在海底的各类水下机器人：相对于海底观测网等定点观测平台而言，水下机器人显得更为灵活。尤其是遇到某些极端、特殊环境，通过各类水下机器人可以将探测设备运抵目标物附近进行原位探测。水下机器人发展到现在，已出现多种类别：大名鼎鼎的“蛟龙号”是HOV（载人潜水器）；与HOV并列的包括ROV（远程遥控机器人）、AUV（自主式水下机器人），以及最新出现的HROV（混合型遥控潜水器）。

　　以上各种运载器的作用是将海洋探测设备带到水下，相当于运输工具。此外还有充当我们认知海洋的眼睛的各类探测设备。

　　首先是各种取样器。海水取样器、生物取样器、沉积物取样器等，都是要从某些特定的区域拿到特定的样品。比如，不同深度处的海水样品，底栖生物样，热液、冷泉等特殊环境下的生物样，表层沉积物样和深层沉积物样等。

　　然而现今海洋生物、海洋化学等诸多领域的科研工作者普遍认为，原位探测是深海研究的发展趋势。

　　海洋物理参数传感器：首先是CTD（温盐深仪），主要作用是探测温度、盐度以及深度。还有测量波高、浪高、流速、流向、悬浮物颗粒等参数的探测设备。在此之外还有浅剖、侧扫等探测设备，主要用于海底地形地貌扫描。

　　化学传感器：此类传感器主要用于海洋中的化学成分分析，是现阶段海洋原位探测系统中的核心技术，近年来其发展主要表现在电化学、光纤化学以及湿法化学分析三个领域。针对海水中的溶解态甲烷、二氧化碳等特定目标物，除了化学传感器外，目前常用的还包括生物传感器和光学传感器，其中光学传感器代表了深海原位探测的发展趋势。

　　面对仍在高涨的深海探测需求，深海探测设备发展到现在，除了仍须克服深海高压带来的耐压、通信等问题之外，还有以下几个关键技术问题需要解决。

　　连续、长期的智能化探测：这一问题已经随着海底观测网、深海空间站的实用化得到改善。

　　多参数的同时探测：随着海洋科学的发展，人们逐渐意识到很多海洋科学问题的研究都需要多参数数据支持，而现阶段的深海探测设备探测目标比较单一，往往无法形成多参数的有效探测。

　　探测灵敏度和稳定性的提升：现阶段的深海探测设备针对某些特定目标物的探测灵敏度往往不足以满足探测需求。因此，提高探测灵敏度和稳定性是深海探测设备发展亟须解决的问题。

　　随着海洋战略地位的日益凸显，我国除继续加大力度扶持相关高校、科研院所进行第一线的海洋科学研究外，还有必要向全民普及海洋科学知识，让全社会都了解海洋的重要性，同时鼓励企业等社会资源将科研成果转化为实际生产力。如此多管齐下，我国必定在即将到来的海洋世纪中占得一席之地！

　　(文章来源：科协改革进行时微信公众平台；部分配图源于网络）返回搜狐，查看更多