098｜周慧：為科考漂洋過海，“科學號”遠洋科考船有什麽隱藏的黑科技？｜中国科学院海洋研究所｜格致SELF

为科考漂洋过海，“科学号”远洋科考船有什么隐藏的黑科技？

远洋科考船是探索海洋的一个重要工具，从外观上看，好像就像豪华游轮一样，但是科考船的内部和游轮是完全不同的，甚至对搭载的乘客也有要求。

科考船到底有什么不为人知的黑科技？

远洋科考船的首席科学家又是怎样的存在呢？

演讲者：周慧 中国科学院海洋研究所副研究员、“科学”号首席科学家

大家好，我叫周慧，来自中国科学院海洋研究所。

　　奥地利著名诗人里尔克有一句诗：我认出风暴而激动如大海。我想在座的各位或多或少跟他有共同的感受。我们经常会把我们或喜或忧的情绪跟大海联系起来。

　　这是为什么呢？因为我们从内心深处对大海有一种自然的喜爱，因为生命起源于大海，大海辽阔无边，似乎有包容一切的力量。

　　我们居住的地球有71％的面积由海洋覆盖。我们的国家除了有960万平方千米的陆地面积，还有300万平方千米的海洋国土，所以我国是一个海洋大国，而且曾经也是一个海洋强国。

　　早在15世纪的时候，郑和下西洋就已经闻名世界了。我们也曾经痛失过海洋，中国的近代史是一段屈辱的历史，但换一种思维，也是这段屈辱的历史，让我们重新走向海洋。

　　新中国成立之后，我们国家制定了非常完备的海洋强国发展战略，特别是改革开放以来，我们从海洋的资源开发、海洋的环境保护到海洋科技的发展，都有一系列的政策。

　　我是1978年出生的，是改革开放的同龄人。今天非常荣幸能跟在座的各位分享我所经历的中国海洋科技的发展历程。

　　我想大家非常熟悉“神舟”系列载人飞船，它们是我国探索宇宙的重要工具，探索海洋跟探索宇宙是很类似的——这两门学科都高度依赖人们的直接观测获取认知。所不同的就是，一个是上天，一个是下海。

　　说到下海，海洋科考船是探索海洋的一个重要工具。大家这么一听，好像觉得科考船跟载人飞机、载人飞船相比，接地气多了，因为旅游的时候，大家可能乘坐过轮渡或者是乘坐过豪华游轮。

　　大家会认为是不是科考船跟自己乘坐的豪华游轮是类似的？是的。从外形上看，它们都是轮船，看上去差不多，但科考船内部跟游轮是完全不一样的。

　　科考船上没有非常漂亮的观景台，没有豪华的餐厅甚至游泳池，有的是先进的海洋装备，我们要用这些装备到海上去做实验。所以，更确切地说，海洋科考船像是一个流动的海上实验室。

　　而且它对搭载的乘客也是有要求的，除了维护船舶正常运行的船员以外，其他的乘客就是各个领域的专家了，大家要搭乘科考船去完成各自的实验。

科考船里还需要有一位首席科学家，负责在千变万化的海洋环境中，保证大家能够保质保量、高效地完成各自的实验项目，同时获取高质量的宝贵数据。所以，负责海洋科考的首席科学家有点像科考队员中的船长，带领大家在海上做实验。

我国第一艘具有大洋航行能力的海洋科考船是“科学一号”考察船。它建造于1980年，是由军舰改造的，并不是一艘专门为科考而建造的科考船。

“科学一号”考察船长大约104米，宽14米。因为是由军舰改造的，所以它跑得还是很快的，最大航速可以达到19节，相当于35千米/时。这艘科考船在当时属于世界先进的科考船。

　　1985年中美两国开展的热带西太平洋海-气相互作用合作研究调查（简称“西太平洋联合调查”），用的就是“科学一号”考察船。

　　中科院海洋所老一辈的海洋学家，比如我们的胡敦欣院士等，都参加过中美的联合调查航次，这些调查航次用的都是“科学一号”考察船。

　　但是限于当时的技术条件，对于海洋科考作业来说，“科学一号”考察船在有些地方是不太方便的。最大的不便就是没有动力定位系统。

　　什么叫动力定位系统？我们做海洋科考的时候，有一项需求，就是希望能够原位作业，也就是说，尽量在一个地点作业，与此同时，考察船则保持位置相对不变，这样所取得的样品、获取的数据都代表了这一个点的变化。

　　在陆地上，这种要求好像很容易实现。但是在海上，科考船一方面要受风的影响，还有表面海流、海浪的共同作用，它想保持不动是不可能的。所以，科考船就需要以动制静。这就是动力定位的一个基本原则。

　　我感触最深的就是2014年第一次担任首席科学家的时候，当时乘坐的就是“科学一号”考察船。那时，这艘船已经服役35年，看上去很破旧，我们要作业的区域属于黑潮区。

　　大家可能对“黑潮”这个名词感到很陌生。直观来想，黑潮是不是就是黑色的？没错。黑潮确实是黑色的。又一想，黑色的水是不是很脏？没错。在陆地上，黑色的水往往代表着它可能不太干净，但是在海洋里恰恰相反，黑色的水表明它太干净了，以至于水中不含任何颗粒物。

　　当阳光照射到黑潮表面的时候，光线不会受到颗粒物的散射，都被吸收，所以从海面上看，海水不是湛蓝的，而是黑蓝的，有时候从其正上方看上去就是黑的，这就是黑潮。

　　我们为什么要调查黑潮？因为黑潮对我们有重大意义。举例来说，日本有全球最大的北海道渔场，这个渔场就是黑潮对日本的最大馈赠了。

　　平时在读文献的时候，我读到了很多关于黑潮的研究。在我心里，黑潮就像个老朋友一样，不过这个老朋友有些高冷，想跟它亲密接触可不是件容易的事。

　　到达作业站点的时候，天公作美，天气还是不错的。我们下放了主要的观测设备温盐深仪（英文缩写为CTD），这个设备是用来观测海水温度、盐度和压力变化的，同时它还要采集海洋里不同深度的海水，这是我们的基础调查数据之一。

　　当观测设备放下去之后，刚开始还挺顺利的，缆绳可以竖直地往海底走。走到四五百米的时候，缆绳却往船的外侧很远的地方漂过去了，也就是发生了“放风筝”情况。

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