朱建华,夏登文,李尉尉,徐 伟,岳 奇
(1.中国海洋大学 青岛 266071;2.国家海洋技术中心 天津 300112)
美国海洋调查船现状与发展趋势分析*
朱建华1,2,夏登文2,李尉尉2,徐 伟2,岳 奇2
(1.中国海洋大学 青岛 266071;2.国家海洋技术中心 天津 300112)
海洋调查船是进行科学调查的平台和必要工具,它的建设、管理与一个国家海洋事业的发展密切相关。文章通过对美国调查船以及调查船管理机构的调研,分析其海洋调查船的基本特征、发展趋势以及调查船队的管理经验,提出值得我国海洋调查船学习和借鉴的建议。
美国;海洋调查船;发展趋势
海洋调查船是用于海洋科学考察、应用技术研究、测量或勘探等船舶的统称[1]。认识海洋是海洋可持续发展和国家海洋安全的基础工作,而海洋调查船是认识海洋的必要工具,近年来许多发达的海洋国家将海洋科学列为优先发展的战略领域,均陆续建造现代化的海洋科学综合调查船。
海洋调查船依据不同的标准可以有不同的分类方法,如,按其调查任务的不同可分为综合调查船、专业调查船和特种调查船,按其航行的范围可分为远洋调查船和近岸调查船等。欧美国家大多依据船舶的长度将调查船划分不同类型,如,美国大学-国立海洋学实验室系统(UNOLS)依据其船舶长度将船队分为5类(UNOLS船队改进委员会,2000),I类和II类船(70~85 m),III类船(51~62 m),IV类船(32~41 m),V类船(小于30 m);美国国家海洋科学调查船更新计划报告(美国联邦海洋学设备委员会,2001年)中将联邦政府建造并拥有的船舶分为4类:全球级(global class,大于70 m)、大洋级(ocean class,55~70 m)、近岸级(regional class,40~55 m)和沿岸级(local class,小于40 m)。
笔者依据所统计的美国主要部门在役船舶的实际情况,参考大学-国立海洋学实验室系统以及美国联邦海洋学设备委员会分类标准,将美国主要部门的海洋调查船舶划分为4类进行研究:全球级(大于70 m)、大洋级(55~70 m)、近岸级(30~55 m)以及沿岸级(小于30 m),但笔者只对30 m以上船舶进行数据统计以及技术特点与发展趋势分析。
美国拥有世界上装备最先进、船只数量最多的海洋科学调查船队,美国的海洋调查船称为联邦海洋学船队。据不完全统计,目前联邦船队由60余艘船舶组成(船舶长度大于30 m),包括由联邦机构拥有或组织使用的调查船舶。联邦船队由美国海军、美国海洋与大气局、美国海岸警备队、美国国家科学基金会以及大学-国立海洋学实验室系统几部分组成,美国主要拥有海洋调查船的机构介绍见表1。联邦政府机构管理的调查船中,大多数船舶是用于专项任务的专业船舶,如,制图、海图测绘、海洋渔业以及其他专业调查任务,这些船舶一般不用于综合性的科学调查。而美国海洋学计划的大部分综合性调查项目是由大学-国立海洋学实验室系统的船舶进行的。各时期美国主要部门(除表1列出的主要机构外,还包括美国各大学等机构)建造全球型、大洋型和近岸型海洋调查船的数量统计见表2。
表1 美国主要海洋调查船组织管理简介
表2 美国各时期建造的调查船舶数量统计
美国海洋调查船属于集中管理型,船舶实行集中管理有利于提高海洋调查船的使用率,发挥多方科研力量的综合优势,减少海洋调查的交叉与重叠,增加部门间的协调配合和资源共享。美国在20世纪80年代成立大学—国家海洋实验室系统船队,由国家科学基金会每年核审一次本年度的用船计划,协调61家科研单位的用船时间和调查、科研任务,这些单位包括伍兹霍尔海洋研究所、斯克里普斯海洋研究所、华盛顿大学、特拉华大学、美国海洋与大气局以及美国海岸警备队等科研院所和联邦政府机构。大学-国立海洋实验室系统同时还负责向联邦基金机构做出预测海洋科学考察设备需求及这些设备最适当的综合平衡工作的建议。此外,由大学-国立海洋实验室系统成立的船队更新委员会,负责计划大学-国立海洋学实验室系统船队的逐步更新事宜[2]。
美国海洋调查船舶实行集中管理所体现的优势如下。
(1)由于美国调查船舶的集中管理,其科研任务安排紧凑,因此调查船利用率很高,船舶在航率一般为240天,高的可达300天。
(2)美国对海洋调查船舶实行有计划更新且更新及时,从而提高海洋调查船的整体性能,满足了不同海洋调查的需求。美国为船舶长度大于40 m的联邦海洋调查船制订了更新、退役和技术升级计划(表3)。
表3 美国部分海洋调查船计划退役时间
由图1可以得到20世纪90年代建造的船舶比例高于其他历史时期,且同时对一些60年代、70年代建造的船舶进行了现代化改造,提升船舶性能,20世纪60—90年代是一个船舶更新周期,因此美国海洋调查船的更新周期约为30年,更新及时。
图1 美国主要部门现役调查船建造时间统计
(3)美国的近岸调查管理规范。美国将海洋分为不同的区域进行调查,并根据不同区域调配不同级别的海洋调查船舶,美国重视对沿岸海域的调查,笔者虽没有对沿岸级船舶数据进行统计分析,但从其船舶管理方面来说,沿岸级调查船管理规范,即使船舶面积非常小,但仍多数船舶配备了差分全球定位系统、声学多普勒海流剖面测量系统等专业调查装备,确保调查数据精确可用。
由表2的统计数据可知,现役美国海洋调查船中全球级、大洋级和近岸级调查船比例分别为48%、34%和18%,全球级调查船约占总数一半(图2),大型海洋调查船已占据主导地位。这种形势与美国的海洋政策是密切联系的,从20世纪70年代美国发布“蓝皮书”开始,海洋战略竞争的范围扩展到全球,到90年代,美国又发布“白皮书”,把海洋竞争范围延伸到世界各国的沿岸海域。只有建造大型的海洋调查船舶,拥有足够的续航能力和范围、宽敞的甲板和实验室空间以及其他更高的科考能力,才能适应世界海洋竞争战略的变化。
图2 现役美国调查船3种类型船舶所占比例
美国海洋调查船的主要特征是其使用的便利性和灵活性。在甲板作业区部分,进行调查仪器收放等作业活动所需要的甲板设备,如,A型吊放架、起重机以及液缸—滑轮式船舶起伏补偿装置等附属设备,他们的布置和固定均可根据实际需要进行拆卸和移动,如,海军TAGS60级船上的尾部A型架是可收藏式的,起伏补偿设施也是可拆卸的[3];在实验室方面,尽可能设置通用实验室,实验室数量少面积大,方便综合利用和拆装,以满足每个航次不同的科学家按各自的学科需求布置和使用船上实验室,如,海军T-AGS60船上设置了面积达232 m2的主实验室,实验室总面积达372 m2。
在动力系统方面,美国海洋调查船舶多数有很大的灵活性,拥有优良的操纵性能、动力定位功能和站位保持性能;在仪器设备配置方面,多配备有综合调查系统、海洋数据管理系统,体现高性能的海洋信息处理技术,能对单波测深仪、旁扫声呐、浅底层剖面仪、ADCP以及海流计等多种传感器进行综合集成,数据采集进行实时质量控制,数据存储、显示功能强[4]。
从美国的海洋调查船的技术特点中总结如下发展趋势。
近20年来,美国主要部门建造了近30艘海洋调查船(表1),同时对20世纪60—80年代的船舶进行改装改造,美国的海洋调查船队成员数量正不断增加。
由图2可知,现役美国海洋调查船中全球级、大洋级和近岸级调查船比例分别为48%、34%和18%,全球级调查船约占总数一半。更为明显的是,近20年来,美国建造的海洋调查船舶中全球级调查船占总数的69%(图3),美国建造一艘新极地考察船ARRV,预计2012年6月下水,2014年正式投入使用。可见,大型船舶的建造已是大势所趋。
图3 3种类型船舶所占比例
随着海洋科学调查研究的发展和对调查数据质量要求的提高,美国越来越重视海洋调查船舶的性能。如,美国海军新型船既可实现海洋取样和对海表面、中层和大洋底层参数的数据采集,对水下遥控机器人(ROV)的作业,还可以在船上进行海洋物理的数据处理和取样分析,具有精确导航,按航迹机动和定位控制的能力;“阿特兰蒂斯”号调查船还配备了专门的设施支撑“阿尔文”号载人深潜器、“杰森”号水下遥控机器人(ROV)以及ArgoII、DSL120型深海探测拖体的海洋调查船。
由于船舶向大型方向发展以及船舶性能的提高,在宽敞的调查平台上可以集中多种专业的调查测量设备,海洋调查船向综合化方向发展是必然趋势。近年来,美国新建船舶多为综合性海洋调查船,其调查船可以承担不同广度的多种海洋调查任务,如,海军T-AG60级海洋科学调查船具有在近海和远洋执行多种海洋调查任务的能力,包括多专业的环境调查、海洋工程、海洋声学、海洋地质深海测量以及重力磁力测量等。
我国海洋调查船发展事业已走过50多年的光辉历程,从近海发展到远海,从数百吨发展到数千吨以至上万吨,极大地提高了我国海洋事业的国际地位,但同时,我们更应该清醒地认识我国海洋调查船的建设和管理仍与发达海洋国家尤其是美国存在差距,在分析美国海洋调查船的技术特点和发展趋势的基础上,笔者认为我国亟须在国家层面上建设一支统一管理的海洋调查船队,并建立协调配合的海洋调查船管理制度,负责国家海洋调查任务的用船安排、协调各涉海部门用船需求、制订船队船舶的建造和更新计划等任务,为我国海洋事业的技术发展提供强有力的支撑与保障。
[1] 国家质量监督检验检疫总局.GB/T 7391—2002海洋调查船术语[S].2002.
[2] 刘健.美国海洋调查船队管理[M].北京:海洋出版社,1991:198.
[3] 雷波.国际新一代海洋综合调查船的建设和管理特点[J].海洋技术,1999,18(3):24.
[4] “国外科学调查船及船舶设备考察团”考察报告(摘要)[EB/OL][2011-02-09].http://www.comra.org/old/yjdt/wai/hd0102.htm
海洋调查立法项目(2200206).