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你是否知道多波束?

  • 發(fā)布時(shí)間:2015-02-03 01:30:42  來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)  作者:佚名  責(zé)任編輯:羅伯特

  ■直擊大洋34航次科考

  記者被安排在“大洋一號(hào)”科考船多波束實(shí)驗(yàn)室值班已有20多天,每天下午對(duì)著屏幕上的水深、波束數(shù)、發(fā)射號(hào)、航向、航速等數(shù)字感覺(jué)枯燥乏味。可當(dāng)聊天時(shí)聽(tīng)到國(guó)家海洋局第二海洋研究所于曉果研究員說(shuō),多波束在尋找馬航MH370發(fā)揮了重要作用時(shí),一下子就來(lái)了興趣。

  多波束全稱(chēng)“多波束海底地形地貌測(cè)量系統(tǒng)”。據(jù)設(shè)備負(fù)責(zé)人、國(guó)家海洋局第二海洋研究所工程師張國(guó)堙介紹,海底地形也和陸地一樣,有山、谷和平原。多波束是一種利用聲學(xué)反射原理探測(cè)海底地形地貌的聲學(xué)調(diào)查設(shè)備。

  “大洋一號(hào)”上使用的是挪威康斯伯格公司生產(chǎn)的深海多波束系統(tǒng)。在“大洋一號(hào)”船底的導(dǎo)流罩內(nèi)安裝著兩個(gè)各8米長(zhǎng)的“大方陣”:發(fā)射陣和接收陣。該設(shè)備每次最多可形成191個(gè)聲學(xué)波束,“這些波束到達(dá)海底后會(huì)根據(jù)不同的物性特征反射回不同的聲波,根據(jù)時(shí)間、角度、聲速等就可以計(jì)算出水深,了解探測(cè)區(qū)域的海底地形。”張國(guó)堙說(shuō)。在2000米水深時(shí),這臺(tái)設(shè)備垂直精度能達(dá)到4米,水平精度50米。實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)生成一張地形圖,記者在多波束實(shí)驗(yàn)室看到一臺(tái)電腦屏幕上顯示著實(shí)時(shí)探測(cè)的海底地形?!袄渖潜容^深的區(qū)域,暖色是比較淺的區(qū)域?!睆垏?guó)堙說(shuō)。對(duì)這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)后期精細(xì)處理能得到更精準(zhǔn)的海底地形圖。

  于曉果介紹說(shuō),在海洋調(diào)查中用到的很多海洋技術(shù)和設(shè)備其實(shí)在生活中也發(fā)揮著很大作用。尋找馬航MH370時(shí),澳大利亞和我國(guó)的遠(yuǎn)洋船都使用船載多波束,后來(lái)美國(guó)提供的AUV(自主水下機(jī)器人)“藍(lán)鰭金槍魚(yú)”搭載的主要也是多波束和另一種聲學(xué)設(shè)備側(cè)掃聲吶?!八{(lán)鰭金槍魚(yú)”由美國(guó)著名的海洋研究所伍茲霍爾研究所(WHOI)研制。與船載聲吶相比,水下機(jī)器人能到海底200米左右的距離獲取海底更精細(xì)的地形地貌數(shù)據(jù)。目前,承擔(dān)MH370搜尋任務(wù)的荷蘭輝固公司主要也是使用這些設(shè)備。

  “多波束可以探測(cè)海底的地形,同時(shí),由于對(duì)海底不同物質(zhì)的回波反射特征不同,比如沉積物、巖石、飛機(jī)金屬殘骸以及沉船等,其回波信號(hào)特征各不相同,可以為海底搜尋提供參考?!睆垏?guó)堙介紹,一般先使用船載多波束探測(cè)事故區(qū)域的海底地形,再布放自主水下機(jī)器人進(jìn)行精細(xì)尋找。2009年,從巴西里約熱內(nèi)盧飛往法國(guó)巴黎的法航AF447客機(jī)在大西洋失事,2年后在大西洋底找到飛機(jī)殘骸。后來(lái)公布的事故報(bào)告顯示,在飛機(jī)殘骸搜尋過(guò)程中,多波束發(fā)揮了重要作用。

  張國(guó)堙介紹說(shuō),“二戰(zhàn)”后海洋聲學(xué)設(shè)備進(jìn)入快速發(fā)展階段,軍用潛艇等開(kāi)始安裝一些聲學(xué)設(shè)備探測(cè)海底地形地貌,1977年在美國(guó)首次出現(xiàn)多波束?,F(xiàn)在各國(guó)的調(diào)查船、勘探船等一般都安裝多波束,在大陸架劃界、海底資源開(kāi)發(fā)等問(wèn)題上發(fā)揮重要作用,此外,在水下考古、打撈沉船、探魚(yú)等方面多波束也發(fā)揮著不可替代的作用。目前,生產(chǎn)多波束設(shè)備的主要是挪威、丹麥等北歐國(guó)家,但一項(xiàng)2008年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,全球多波束設(shè)備僅有1300套,其中深水多波束200套。

 ?。萍既?qǐng)?bào)西南印度洋“大洋一號(hào)”2月2日電)

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