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国际海洋调查发展史

国际海洋调查发展史 智慧海洋公众交流平台
2025-02-07
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前言

“日月之行,若出其中;星汉灿烂,若出其里”。从人类的第一次木筏下水,到如今的千帆过竞、巨轮巍巍,海洋——这个覆盖地球表面71%的蔚蓝领域,自古以来就吸引着人类探索的脚步,海洋调查应运而生。今天,让我们一起回顾国际海洋调查的辉煌历程,探索海洋调查的深远意义。



一、早期的国际海洋调查史


在对海洋缺乏足够认知,没有形成科学的体系时,早期的海洋调查以探索未知海域为主,这也为后来海洋学的建立打下了基础。


(一)连接大西洋和印度洋


1488年,迪亚士沿非洲西岸航行,最先发现好望角,并绕过非洲南端进入印度洋,为后来的海洋探索开辟了新的道路。1497年,达伽马沿迪亚士航线继续东进,经非洲东海岸,于1498年到达印度,开辟了连接大西洋和印度洋的航线。


连接大西洋与↑

印度洋的航线

        三角贸易→


(二)新大陆的发现

1492年至1504年,意大利出生的哥伦布受雇于西班牙,发现了新大陆——美洲。为美洲土地带去了现代文明的火种,但也对当地生态和土著带来了不可磨灭的灾难。

 (三)环球航行

1519年,葡萄牙人麦哲伦在西班牙政府资助下,率领船队作首次环球航行。他们从西班牙出发,渡过大西洋,于次年10月底经南美洲南端的海峡(后来被称为麦哲伦海峡),驶入浩瀚无际的太平洋。1521年3月,麦哲伦去世后,其副手继续航行,于1522年9月回到西班牙。麦哲伦的环球航行,第一次证实了地圆说。

1768年至1779年,库克船长4次跨越大洋进行海洋地理考察。在1772~1775年间,他首先完成了环南极航行,探索了南极冰圈的范围。在库克的日记簿里有一句话,或许可以作为其人毕生志愿的注脚。“我打算不止于比前人走得更远,而是要尽人所能走到最远。”




二、海洋学建立和发展时期




(一)在“挑战者号以前

1831~1836年英国“贝格尔”号环球探险。它历时5年,经历了大西洋、印度洋和太平洋。英国科学家、生物进化论者C.R.达尔文参加了这次考察。根据这次考察所得的资料,达尔文解释了珊瑚礁的成因,提出了有关海底运动的论述。出版了《物种起源》,《“贝格尔”号航海报告》(4卷)。

英国海洋生物学创始人E.福布斯对西欧、南欧、北非等海域的生物进行了多次考察和研究,提出海洋生物分布的分带概念,认为深度越大,生物越少,550米以下为无生物带。而1860年“斗犬”号(Bulldog)在从地中海2200米深处打捞上来的电缆上,发现附有大量珊瑚类生物和软体动物。这一发现打破了福布斯关于海中550米以下是无生物带的结论。1872年C.W.汤姆孙根据“闪电”和“豪猪”号的考察结果,撰写了当时的海洋学著作《深海》。


(二)在“挑战者号”以前


在英国皇家学会的支持下,C.W.汤姆孙率领“挑战者”号于1872年 12月启航,至1876年5月返航,三年半的时间,共航行12万多公里。在太平洋、大西洋、印度洋和南极海数百个站位进行了测深、测温、采水、取样、拖网等。 “挑战者”号考察不但开创了海洋综合调查的时代,而且获得了十分丰富的海洋资料,几十位科学家潜心研究了20多年才完成考察报告的编写,共计50卷、29500多页,为海洋学的建立奠定了坚实的基础。
该航次在海洋物理方面主要成就有:①根据地磁测定的结果,掌握了航海罗盘仪的偏差;②绘制了等深线图;③发现180多米以下的水温受季节影响不大,温度变化极小;④认为大洋底的水温在大范围内基本相同,但在不同的海区也显示出特定的值;⑤确定了岛屿和险岩准确的位置。⑥在“挑战者”号进行观测以前,一般都认为深海海水比重很大,投入海里的重物不会沉入海底。“挑战者”号考察否定了这一论点。

(三)其他考察


1893~1896年南森率探险船“前进”号进行北极海(即北冰洋)漂流考察,建立了著名的风海流理论,并发明了颠倒采水器。
1925~1927年,德国“流星”号考察船对南大西洋进行了历时两年零三个月的调查,这是继英国“挑战者”号之后的又一次划时代的科学考察。
美国"卡内基”号、“鹦鹉螺”号、“贝尔德”号、“地平线”号,挪威“莫德”号,德国“高斯”号,丹麦“丹纳-Ⅰ”和“丹纳-Ⅱ”号,法国“法兰西人”号和“帕斯”号,英国“发现-Ⅰ”和“发现-Ⅱ”号、“斯科列斯比”号、 “挑战者-8”号,苏联“西比利亚科夫”号和“谢多夫”号破冰船、“罗蒙诺索夫”号、“鄂毕”号等,从事海洋考察活动。这些考察在海洋考察的基础上,海洋学研究和理论取得了很多成果。

南森行驶在北极

马里亚纳海沟




四、现代海洋科学时期


(一)SCOR


1957年国际科学联合会理事会下属的海洋研究科学委员会(SCOR),和1960年联合国教科文组织的政府间海洋学委员会(IOC)建立后,积极组织和协调各国的海洋考察,开展各会员国之间及与其他世界组织的学术交流。

(二)大洋考察


国际印度洋考察IIOE:1959~1965年,23个国家在政府间海洋学委员会的协调下,先后派出40多艘海洋调查船,在整个印度洋海域进行了一次大规模的联合调查。这个调查不仅获得了印度洋海底地形图和生物生产力分布图,发现世界夏季最强的索马里海流,红海底的高温(52°C)高盐(25%)的热点,季风末期出现的赤道潜流等。

热带大西洋国际合作调查ICITA:1963~1965年,由多国参加,采用多船同步调查,第一次使用浮标阵观测,其结果验证了大洋环流模式和理论。
黑潮及邻近水域合作研究CSK:1965~1977年,十多个国家或地区参加的联合调查。目的在于了解和研究黑潮及其时空变化,成果以3卷本的黑潮学术讨论会论文集《黑潮》为代表。

(三)全球海洋调查计划


WOCE:全球海洋科学计划是世界气候研究计划的主要组成部分,是规模最大的国际海洋学合作计划之一。该计划为全球海洋观测提供了前所未有的全球海洋观测数据,数据量大,覆盖海域广,包含350多种示踪剂分布,大于18500个站位的CTD数据,大于17400个站位的瓶采数据,540个航次的船载ADCP流速数据等。WOCE计划旨在通过全球海洋环流变化及其对全球气候影响的机制研究,增进人类对海洋环流的认识,并改善气候预报。该计划认识到海洋在气候系统中的重要作用,特别是其在全球能量平衡、热量和淡水输送以及碳循环等方面的关键作用。

GO-SHIP:GO-SHIP计划是基于海洋科学考察船的多学科综合观测计划, 由国际海洋碳协调项目(The International Ocean Carbon Coordination Project, IOCCP)与气候 和海洋项目(Climate and Ocean: Variability, Predict ability and Change, CLIVAR), 于 2007 年联合成立。旨在通过全球范围内的水文测量,获取宝贵的重复观测数据,以增进人类对海洋环流、气候变化以及海洋生态系统的理解。该计划认识到海洋在全球气候系统中的重要作用,特别是其在热量和淡水输送、碳循环以及生物多样性等方面的关键作用。因此,GO-SHIP计划的目标是通过定期的水文测量,建立全球海洋环流和气候变化的长期观测数据集。


(四)新的突破

近现代以来,海洋调查相关技术的最重要的突破主要有两个,第一个是通过卫星遥感实现同一时刻的大范围的观测,第二个是Argo浮标的发明与Argo全球海洋观测网的组建。

1992年美国发射了由美、法最新研制的“托佩克斯/波塞冬”TOPEX/Poseidon(简称“T/P”)测高卫星,被称之为测高技术上的一次飞跃;1978年美国发射的Nimbus-7试验卫星搭载了世界上第一代海洋水色遥感器。系列科学卫星计划的实施,不仅推动了海洋科学的跨越发展,而且带动了海洋卫星遥感技术的突破,加速了海洋卫星遥感的业务化应用。

Argo浮标,又称自沉浮式剖面探测浮标是一种海洋观测平台,首先应用在国际Argo计划,故又称之为Argo浮标。Argo计划是由美国等国家大气、海洋科学家于1998年推出的一个全球海洋观测试验项目,旨在快速、准确、大范围地收集全球海洋上层的海水温、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(如飓风、龙卷风、台风、冰暴、洪水和干旱等)给人类造成的威胁。该计划设想用3~5年的时间(2000~2004年),在全球大洋中每隔300千米布放一个卫星跟踪浮标,总计为3000个,组成一个庞大的ARGO全球海洋观测网。

托佩克斯/波塞冬

卫星

Argo浮标



五、总结

海洋调查的历史,其实是一部人类勇气与智慧的发展史。人类一次次地克服环境,克服自我,创造出无数令人叹为观止的奇迹。而这还远远不够,目前人类对海洋的了解和观测并不全面。在未来,海洋调查将更加注重技术创新、提高调查精度、拓展应用领域,加强国际合作。随着科技的进步和全球意识的觉醒,我们有望揭开更多海洋的神秘面纱,保护和利用好这片蓝色星球上最宝贵的资源。海洋调查不仅是对未知的探索,更是对人类未来生存环境的深刻关怀。让我们携手前行,在海洋的广阔天地中,续写人类勇气与智慧的新篇章。

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