深海甲烷、二氧化碳原位探测技术与装置研究进展

甲烷、二氧化碳的地质和生物地球化学循环对海洋环境和全球气候变化有着重要影响,其在深海环境中通常以气泡或流体的形式向四周扩散,甲烷还是探测海底天然气水合物资源的重要指标之一。目前,国内外研究团队提出了各种背景下原位探测海洋溶解甲烷、二氧化碳的新技术、新方法,以促进对海洋碳循环的研究。简述了基于电化学技术、光学技术、质谱技术和生物传感技术等对海洋溶解甲烷、二氧化碳进行原位探测的最新进展,系统介绍了各传感器的工作原理和性能,分析其应用价值和前景,并在此基础上对未来的研究方向提出一些建议。     

我国深海海底甲烷原位探测技术取得突破

2011年5月26日,记者从中科院海洋所获悉,由该所张鑫博士作为第一完成人,与美国蒙特利湾海洋研究所合作研制的深海甲烷原位探测系统日前获得成功。     

深海潜水器谱系化框架探索研究

深海潜水器是我国走向深远海的重要装备,国家在“十三五”规划纲要中提出了蛟龙探海工程,这是国家对海洋事业的整体布局和规划。通过几十年的技术取得跨越性发展,研制出了“蛟龙” “潜龙”系列、“海龙” “海马” “海斗” “海燕”等不同类型和深度的深海系列装备,并逐渐向谱系化发展。未来将根据海洋科学研究、海洋资源开发利用、海洋权益维护的需求,研发出更多符合实际要求的深海装备。文章借鉴其他高科技领域,开展潜水器谱系化探索研究,构建谱系化框架。     

我国可燃冰深海探测技术取得重大突破

近日获悉,中国“海洋四号”科考船采用新研制的气密性孔隙水原位采样系统首次在南海中央海盆4000多米深水水域海底成功获取孔隙水样品。这标志着中国对可燃冰的深海探测技术又取得了新的重大突破。     

深海技术与可持续发展

文章在分析国际深海资源发展趋势的基础上,综述了近年来国内外在深海技术方面的研究发展现状;进一步阐述了发展深海技术、开发深海资源对于可持续发展战略的重要意义;最后对我国深海技术的发展提出了几点建议。     

声学探测技术在富钴结壳勘探中的应用及展望

富钴结壳是深海固体矿产之一,其资源潜力巨大,已成为世界各国竞相调查的重要对象。声学探测技术作为一种海洋地球物理探测技术,因其在大面积调查和局部连续精细勘探方面的独特优势,在富钴结壳资源调查中得到了广泛应用。在搜集整理国内外相关文献的基础上,概述了富钴结壳的分布特征,分析传统勘探方法的不足,系统介绍多波束、侧扫声呐、浅地层剖面、原位高频测厚等声学探测技术在富钴结壳勘探中的应用现状。通过比较分析国内外声学探测技术发展现状以及未来富钴结壳勘探需求,提出3点未来发展趋势：开发一体化声学探测技术以实现海底特性的综合性测量;综合利用深海潜水器以实现近底高精度探测;深度融合大数据和人工智能技术以实现海量声学数据的智能化处理。     

深海技术与可持续发展

文章在分析国际深海资源发展趋势的基础上,综述了近年来国内外在深海技术方面的研究发展现状;进一步阐述了发展深海技术、开发深海资源对于可持续发展战略的重要意义;最后对我国深海技术的发展提出了几点建议。     

世界深海技术的发展

从20世纪60年代至今,发达国家率先向深海大洋进军。深海探测技术发展迅速。调查船、钻探船(平台)、各类探测仪器、装备,无人/载人/遥控深潜器、水下机器人、取样设备、海底监测网等相继问世,探测广度和深度不断刷新。在深海极端环境、地震机理、深海生物和矿产资源,以及海底深部物质与结构等领域取得一系列重大进展和新发现。综述了美国、日本、巴西、俄罗斯、欧洲各国、韩国和中国在深海技术领域研发的主要成果。     

潜水器在深海生物多样性研究中的应用进展

简要介绍了世界主要海洋国家潜水器的建设情况,并重点分析了潜水器在深海不同生境生物多样性研究中的应用,包括热液系统、冷泉、海山、峡谷和海沟等,以及深海生物多样性保护等几个方面。旨在为我国深海生物多样性研究提供参考,并推动我国潜水器在深海科学考察中的应用。     

一种深海热液原位探测设备供能装置的设计

为了解决深海热液原位探测设备的能量供给问题,设计了一种实用的供能装置.该供能装置采用了一种定制的高能量密度电池,电池组的容量达31.5 Ah,最大输出电压为12 V.供能装置的耐压壳体采用了压力容器的设计原则进行设计,其最大承受压力达70MPa.放电实验表明该供能装置具有较稳定的放电电压;海试实验表明该供能装置能用于深...     

水下光通信技术的研究与展望

水下光通信（Underwater Optical Wireless Communication,UOWC）是一种新型的水下通信技术,具有保密性好、可靠性高等优点,对于构建全光立体通信网络以及6G空天海地一体化全方位通信有重要的意义。分析了水下光通信相较于其他传统水下通信方式的优点,对水下光通信发展历程与进展进行了综述,对比了水下光通信2种主流光源：激光光源和LED光源。针对现阶段水下光通信面临的难题,提出了一种完善的水下光通信系统框图,并研制出相应的硬件系统,完成了水下通信调试。水下光通信是一种切实可行的新型通信方式,兼具灵活、保密、高速率等特点,在未来的6G时代中将会得到进一步的发展和应用。     

深海技术装备公共研发平台的建设与思考

建设功能齐全、能够服务于海洋探测技术的公共研发平台是推动我国海洋科学研究、海洋技术装备研发和成果转化的重要支撑。基于此,当前国家深海基地管理中心已开展集装备研发制造、性能测试、规范化海试、技术咨询与培训等功能一体化的深海技术装备公共研发平台的建设工作。本研究以深海技术装备公共研发平台为例,介绍平台在硬件设施建设的基本情况,阐述了平台运行管理制度的建设情况,论述了平台建设过程中的经验和不足之处,以期为其他公共研发平台的建设工作提供有益借鉴和经验。     

OTFS水声通信技术研究现状与展望

正交时频空调制是近年来提出的一种用于高速移动无线通信场景的调制技术,通过将时变多径信道转换到时延–多普勒域,使得所有符号都经历几乎相同且变化缓慢的稀疏信道。与正交频分复用系统相比,正交时频空技术具有较低的峰均功率比,且能够有效抵抗多普勒效应,在高时延、高多普勒的信道条件下具备性能优势。简要介绍了正交时频空技术的基本原理,以及目前无线电及水声通信领域正交时频空技术研究与应用现状,梳理了正交时频空技术在工程应用中亟待解决的关键问题,如波形设计、信道估计和均衡以及接收机结构设计等。最后对正交时频空技术在水声通信系统中面临的挑战和应用前景进行了分析和展望。     

波浪能发电技术的研究现状与发展前景

海洋波浪能由于具有可再生、绿色环保和储量丰富的特点,已经引起越来越多国家的重视。文中介绍了波浪能的定义、成因和特点,对波浪能发电装置进行分类总结,阐述各类装置工作原理及特点。基于上述总结,分析了波浪发电装置需要解决的问题,对世界波浪能发电装置发展进行展望。     

深海油气勘探中的海底地形勘测技术

在简述船载多波束测深系统、三维地震、AUV搭载的多波束系统测量深水水深原理的基础上,利用实测数据,从勘测结果的分辨率、精度以及勘测成本方面比较了这三种深海油气海底地形勘测方式,并根据比较结果给出了在深海油气勘探的不同阶段海底地形勘探的方式。总体和初步勘探阶段可以使用效率和精度都较高的船载多波束和地震勘探,在大比例尺详查阶段,使用AUV搭载的多波束系统。这样,既能发挥各自的长处,又能使深海油气勘探经济有效的实施。     

点吸收式波浪能发电技术的研究现状与展望

通过分析波浪能利用背景,提出点吸收式波浪能发电技术是波浪能开发利用的一种重要方式。以安装位置、能量传递方式和振荡浮子个数对点吸收式波浪能发电装置进行了分类。结合研究现状,对各类点吸收波浪能收集、转化和传递方法及其应用的优缺点进行了综合比较和分析。结果表明:安装于离岸10~25 m处,以多个振荡浮子组成的浮子阵列为能量摄取机构,以液压或直线电机为能量传递方式是目前点吸收波浪能发电技术的研究热点,在波浪能利用领域具有广阔的发展前景。     

带内全双工水声通信技术研究现状与展望

近年来,水声通信技术已经被广泛应用于海洋环境观测等方面,但可预见的,在未来发展趋势下,以半双工体制为主的水声通信网络,将会无法满足日益增长的水下信息交互需求。带内全双工水声通信技术可以在相同的通频带内,同时发射和接收通信信号,理论上可将现有的频谱效率提高 1 倍,在水声信道可用频谱资源严重受限、水下信息交互需求激增的背景下具有极高的研究意义与应用价值。因此,带内全双工水声通信技术已逐渐成为了目前水声通信领域的研究热点之一。简要介绍了目前无线电及水声通信背景下的带内全双工技术研究现状,对带内全双工水声通信面临的主要挑战进行了论述,并结合目前现有研究成果与实际工程应用中的难点问题,提出了几种可行的研究方向。     

深海军事基地建设问题研究

深海军事基地具有显著的优势,是当前世界大国海军建设发展的又一个热点领域。但在深海建立军事基地也面临很多问题和矛盾,如需要规避国际法对深海军事利用的限制、需要先进的深海开发利用技术作支撑、需要投入巨量的各类资源,同时还容易引发军备竞赛,需要有效应对来自各方面的风险和挑战。为此,必须提高认识、加强领导、联合攻关、先易后难、超前预置。     

大深度无人潜航器研究现状及发展趋势

大深度无人潜航器是深渊科研、工程及军事应用领域的重要技术装备。介绍了大深度无人潜航器的国内外研究现状及其应用领域,分析了有待重点突破的总体设计与集成、深海结构与材料、高效能源动力、高速水下通信、组合定位导航、自主感知与控制等关键技术,并展望了大深度无人潜航器的未来发展趋势。