科学号海洋科考船

科学号海洋科考船由中国科学院海洋科学研究所订造，具有全球航行能力及全天候观测能力，是中国国内综合性能最先进的科考船。该船于2010年10月28日开工建造，2011年11月30日下水，2012年5月28日进行了倾斜试验，2012年6月14~20日进行了海上航行试验。 [1] 科学号海洋科考船自2012年9月建造完毕后，至2015年3月已航行逾5万海里，航次涉及南海成因演化、南海北部冷泉区及冲绳海槽热液区生态系统调查、西太平洋地质、气候及海山环境调查。2015年11月15日，“科学”号完成了热带西太平洋主流系和暖池综合考察航次，该航次开创了单一科考航次布放、回收深海潜标套数和观测设备数量最多的世界纪录，并在热带西太平洋“科学”号初步建成热带西太平洋潜标观测网。2017年1月2日，我国新一代海洋综合科考船“科学”号在完成2016年热带西太平洋综合考察

目录

背景历史

中国科学院作为国家战略科技力量，院党组提出了“创新2020”跨越发展体系，努力践行“民主办院、开放兴
院、人才强院”发展战略，围绕“出成果、出人才、出思想”的战略使命，坚持科研院所、学部、教育机构“三位一体”的发展架构，始终为建设创新型国家而努力奋斗。围绕国家海洋发展战略要求，中科院将构建“中国空天海洋能力新拓展体系”作为“创新2020”的战略重点之一，科学号海洋科考船作为其中一个重要的实施工作，中国科学院在国家有关部门、有关省市和社会各界的关心和支持下，会同有关单位群策群力，机制共商、进程共议，顺利实现“科学”号成功交接，成为协同创新的典范。
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科学号海洋科考船大事记：
2007-12-20海洋科学综合考察船项目建议书获中国国家发改委正式批复
2010-10-28海洋科学综合考察船项目在武昌船舶重工有限公司开工建造
2011-11-30海洋科学综合考察船在武汉下水并命名为“科学”号
2012-09-29“科学”号交接仪式在青岛举行
2014-04-08“科学”号在青岛首航 
2015-04-24“科学”号在青岛通过国家验收。
“科学”号海洋科学考察船由中国船舶及海洋工程设计研究院设计，武昌船舶重工有限责任公司建造，中国科学院海洋研究所作为法人单位以“专业运行、开放共享”的管理模式运行。
中国海洋大学、国家海洋局第一海洋研究所、中国水产科学研究院黄海水产研究所和国土资源部青岛海洋地质研究所为共建单位。

精巧设计

科学号海洋科考船在操控、探测、集成等方面的精巧设计：
外观设计
科学号海洋科考船科学号海洋科考船
研究深海，前提是抵达。中国曾因缺少专为深海设计的科考船而“望洋兴叹”，直到“科学”号设计建造成功。它“短宽型”的船体结构、封闭式甲板、360度可环视驾驶台、重力活塞取样的翻转结构等设计，都为海上作业提供了良好的平台。
科学号海洋科考船采用的吊舱式全回转电力推进系统，是国际最先进的推进方式之一。其合为一体的推进器与螺旋桨不仅节省仓容空间，也提高能量转换效率，可增加船体机动性与灵活性，并减少船舶的震动噪声，有利于科学考察人员进行海上作业。
动力系统
该推进系统可实现一台发电机组推动一艘5000吨的船舶跑到12节航速（1节等于每小时1海里），显示其经济、绿色和环保的特点。
科学号海洋科考船结合国际科考船发展趋势，重点瞄准发达国家交付不久和正在建造的新型科考船，通过消化吸收国外相关先进技术，成为中国首艘应用“升降鳍板装置”和“艏侧推槽道口封盖装置”的科考船。
探测设备
船舶行进中产生的湍流，会随速度加快而变厚。升降鳍板’可降低湍流噪声对船底声学设备的影响，有效减少信号衰减，提高探测精度。侧推槽道口受水流影响产生大量气泡，‘科学’号在国内首次设计安装了侧推槽道口舷外封盖装置，可减少气泡对声学设备发射和接收信号形成噪声干扰。
而作为中国最先进的科考船，科学号海洋科考船采用模块化设计，配备了海洋大气、水体、海底、深海极端环境和遥感信息现场验证等五大船载探测系统。
作为海洋科学综合考察船，科学号海洋科考船搭载了“十八般兵器”，包括：无人缆控潜水器（rov）、深海拖曳探测系统、重力活塞取样器、电视抓斗、岩石钻机和万米温盐深仪等先进的深海探测和取样设备。
技术参数
科学号海洋科考船科学号海洋科考船
科学号海洋科考船船长99.8米、宽17.8米、深8.9米，排水量约4600吨。在12节航速下，续航力15000海里，最大航速可达15节。 
性能
能在海上自给自足可航行60天。船上配有先进的可控被动式减摇水舱系统，能够抵御12级大风。装配的升降鳍板、侧推加盖及翻转机等设备，均为中国国内首创。

应用领域

科学号海洋科考船将重点用于西太平洋及周边海域科考，可为中国提供海洋地质、生物与生态、大气等综合科学考察信息。这艘先进的科考船，还将成为中国深海远洋科考探测研究平台。
科学号海洋科考船将成中国综合性能最先进的科考船，与发达国家已建和将建的科考船处于同等水平。“科学”号综合海洋科考船将大大提升中国海洋科考观测能力与研究水平。
它可以完成大洋定点和走航式海洋环境参数连续探测、海面常规气象连续探测、海气界面通量探测、海底地形地貌探测、底质采样、地球物理探测、缆控深潜探测与可视取样，并可实现数据系统集成、现场印证及与陆基实验室的传输与协同处理。
科学号海洋科考船航次涉及南海成因演化、南海北部冷泉区及冲绳海槽热液区生态系统调查、西太平洋地质、气候及海山环境调查。

科学实验

航行测试
科学号海洋科考船于 2011年11月30日下水，2012年5月28日进行了倾斜试验，2012年6月14~20日进行了海上航行试验。各项测试结果表明，该船设计和建造十分成功，不仅空船重量、快速性、操纵性、噪声振动等主要性能全部达到设计要求，而且船舶综合布置、快速性指标、抗风稳性、电站负荷、船舶油耗、定位能力、动力系统的可靠性、生活环境舒适度均达到或超过国际同型船的水平，获得了船东的较高评价。该船于2014年9月正式入列，开始参与海上科考活动。“科学”号首航仪式在青岛中苑码头举行。
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2014年4月8日，中国最先进海洋科考船“科学”号启航赴西太平洋，执行中国科学院“热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响”战略性先导科技专项的相关科考任务。科学号海洋科考船被称为海洋上的“移动实验室”。
投放海底地震仪
2015年1月19日，正在西太平洋雅浦海山海域执行科考任务的“科学”号科考船在既定区域投放了7个海底地震仪。这是中国首次在该海域投放这种仪器，所有海底地震仪回馈显示状态正常。 
“科学”号科考船多道地震数据采集工作结束
2015年2月18日，地震数据采集负责人钱进在“科学”号船尾观察“气枪”释放状态。
2015年2月22日，正在西太平洋雅浦海沟附近海域执行任务的“科学”号科考船在强烈季风中结束了该航次多道地震数据采集工作。该航次共收集19839次气枪成功释放后反馈数据，测线总长度约1000公里。 
该航次“科学”号在该海域设计了3条测线，分别有两条垂直于、一条斜交于海沟方向，船以5节的速度航行，每50米放一枪，释放间隔20秒左右。
多道地震作业是指由人工震源产生传播到海底及更深处后反射回来的地震波，并对其进行接收和分析。多道地震数据为地层走向、倾向以及断层等地质构造的进一步研究提供理论依据，并可最终用于洋壳俯冲形态等海洋地质解释。
给海底“量体温”
科学”号科考船2015年2月9日在西太平洋雅浦海沟附近海域投放热流探针，以获取海底热流信息。科研人员将其比喻为给海底“量体温”。
“量体温”所使用的“体温计”是一根7.5米长、自重965千克的热流探针。从“科学”号后甲板处由钢缆放入海底后，凭借额外增加的500千克配重，这支“体温计”可以竖直插入洋壳表层，也就是亿万年来形成的海底沉积层中。
当热流探针的姿态满足条件时，探针上的22个温度传感器会被自带电源瞬间加热，并记录降温过程中每秒温度值。回收后，根据传感器获得的海底沉积物原位温度梯度和热导系数，可以推算出海底热梯度的分布情况。
海底热梯度是指来自地球内部的热量向海底表层扩散的状况。根据海底热流值结合深层地震等地球物理资料，科研人员可以探究洋壳俯冲活动的特征。按计划，“科学”号该航次将在14个站位投放热流探针，横跨雅浦海沟区，探测区水深在两千米至五千米之间。
全球地质构造最活跃的区域在板块边缘。西太平洋不仅是研究板块俯冲过程的“天然实验室”，也是对中国近海环境影响最大的海域。
中国科研人员计划在未来几年内对西太平洋进行持续研究，通过热流探测、岩石取样等多种手段了解深海岩石圈构造特征，以便加深对太平洋板块结构和海山演化的认识。
破解世界难题
中国科学院海洋研究所党委书记、副所长王凡介绍，海洋实时观测数据长期依靠卫星遥感和浮标。用于观测水下和深海数据的潜标只能每年回收一次，从中获取数据，无法像卫星遥感和浮标那样获得实时数据。
“这是因为潜标最上面一个浮体距离海平面还有四五百米，这些数据无法穿透海水传输到卫星上。”王凡说，“这个航次中，科考队员在水面上放置了一个数据实时传输的浮体，它与潜标通过无线和有线两种方式连接。潜标将数据传输给浮体，浮体发射到卫星上，卫星再反馈回陆地实验室。”
航次首席科学家汪嘉宁介绍，这项技术的难点在于浮体与潜标之间要建立稳定的联系，另外海上施工具有很大的不确定性和难度。此次实现实时数据传输的两套浮标，分别采用了无线和有线连接，证明我国科学家研发的两种解决方案均可行。
据了解，深海潜标观测数据的实时传输技术是中国科学院海洋研究所和中国科学院声学研究所等单位共同研发而成。
“潜标数据的实时传输将为海洋环境和全球气候研究提供重要技术支撑，实时传输回的数据将提高海洋气候和环境预报的精度。”王凡说，“这个航次破解了深海潜标观测数据实时传输的世界性难题，今年我们将对西太所有的潜标全部进行数据实时传输改造。”

现实意义

科学号海洋科考船正赴西太平洋执行科考任务的“科学”号考察船被称为中国划时代海洋综合考察船的“长子”，承载了几代中国海洋科技工作者的梦想。
“科学”号将成为中国深远海重大基础科学研究与探测的支撑平台与共享平台
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“科学”号正式投入使用，将开启新时期中国新一代海洋科学综合考察船的新篇章，实现海洋科考能力跨越式发展。作为中国未来10—20年海洋科学考察的旗舰船，其投入使用后将显著提升中国海洋综合探测能力与研究水平，为开展远洋综合科学考察研究，提供强有力的能力支撑。
作为“科学”号的建设法人单位，中国科学院海洋研究所将以“专业运行、开放共享”的模式运行管理，使这艘中国海洋科学考察旗舰船成为中国海洋科技工作者的共享平台，重点解决大洋环流系统与气候变化、海洋动力过程与灾害、深海生物、基因资源及生物多样性、大洋生态系统与碳循环、洋中脊与大陆边缘热液系统及地球深部过程、深海海底油气资源形成机理等一系列重大科学问题。 
“科学”号将通过完成中国国家重大海洋基础研究项目、国家重点基础研究计划（973计划）、国家高技术发展计划（863计划）和国家自然科学基金等一系列重大深海科学研究项目，为实现中国海洋科技中长期规划科学目标提供有力支撑，为中国有效参与国际合作与竞争提供先进的观测研究平台，促进中国海洋科学考察能力和研究水平步入世界前列，为加速实现海洋强国的战略目标和推进全球性海洋科学合作计划做出应有的贡献。 

主要事件

中国科学号科考船在冲绳海槽作业遭日舰阻挠
中国最先进的海洋科考船“科学号”日前抵达冲绳海槽，考察深海海洋环境与生态系统，而日本海上保安厅巡逻
船声称中方船只连续两天进入了日方所谓的专属经济区，要求中方停止科考，中方未作回应。
“科学号”2014年4月12号清晨抵达作业区，对冲绳海槽热液区的热液喷口、周围海域物理化学环境，进行现场原位观测和取样分析。 
2012年9月16日，中国外交部表示，中国政府决定向《联合国海洋法公约》设立的大陆架界限委员会提交东海部分海域200海里以外大陆架划界案，由此中国在东海的大陆架自然延伸到冲绳海槽。
2019年1月31日，“科学”号在完成西太平洋综合考察航次后，返回位于青岛西海岸新区的母港。本航次历时74天，航程12000余海里，也是“科学”号首航以来离开国内航程最长、时间最长的一个航次。科学家在本航次成功维护升级了我国的西太平洋实时科学观测网，实现了多项重大突破。 

组网运行

2018年11月19日，中国新一代远洋综合科考船“科学”号从青岛母港起航，赴西太平洋维护升级西太平洋实时科学观测网。本航次总航程约8500海里，预计2019年2月初返回青岛。
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深海3000米实时传输潜标自2017年底布放后，已成功连续实时回传深海数据超过320天，并实现组网运行。
本航次对中国在热带西太平洋建设的实时科学观测网进行维护及性能优化升级，科学家将会累积获取热带西太平洋海域连续4至5年的温度、盐度、洋流等潜标观测数据，为科学家研究热带西太平洋环流的三维结构、暖池变异、解读气候变化等提供直接数据支撑。 

采集海兔

2019年5月27日，中国远洋综合科考船“科学”号正式开始对位于西太平洋的马里亚纳海沟南侧系列海山展开调查，船载的“发现”号遥控无人潜水器采集到稀有的深水海兔。
参考资料