海洋科学技术是研究海洋的自然现象、性质及其变化规律,以及与开发利用保护海洋有关的知识体系。它涵盖的学科非常广泛,可以分为物理海洋、海洋化学、海洋生物、海洋地质与地球物理、海洋技术等学科,并衍生出许多新交叉学科。这些学科都以“海洋”为研究对象,探索海洋中的各种物理、化学、生物、地质现象和规律。研究“海洋”的意义在于开发利用海洋资源,应对气候变化,保护海洋环境,防灾减灾,维护国家权益等。我国“海洋”科技也取得了长足的进步。“海洋科学技术”专业培养的是理论研究人才,就业前景较好,但本科就业形式不佳,多数读研或博士后走上科研道路。
物理海洋 - 研究海水运动规律和机制影响气候环境资源
物理海洋是利用物理方法和理论来研究海洋水体的运动规律和内在机制的学科。它关注海水中的流体运动状况,以及这些运动对气候、环境和资源的影响。例如洋流环流对热量和盐分的输运,直接影响区域性和全球性的气候;内波和湍流影响海水中的营养盐和 plankton 的分布,进而影响整个海洋生态系统;上升流带来的养分复合作用使得海域资源丰富等。物理海洋的研究成果可应用于气候预测、环境评估和渔业资源分布预测。当前物理海洋学的研究手段有水动力学方程的数值模式、各类海洋探测仪器取得的数据以及统计模型等。“海洋”水动力过程的深入理解是物理海洋研究的核心内容。
海洋化学 - 海洋内部化学循环转化过程及人为活动影响
海洋化学主要研究海水体内的各种化学成分及其相互之间的转化过程,这些化学成分和过程随海水运动而迁移和演变。例如盐度和营养盐的生成、迁移和消耗;重金属、有机物在海水及海底沉积物中的迁移转化机制等。近年来人类活动对“海洋”环境的影响也成为海洋化学的重要研究课题之一,例如陆源污染的生物累积效应及漂浮微塑料的环境影响评估等。海洋化学的研究可以帮助我们深入理解海水体内部复杂的物质循环机制,预测未来的变化趋势,并为海洋环境保护提供依据。
海洋生物 - 探究海洋生物多样性及生态系统能量物质循环
海洋生物学是以“海洋”中的各类生命形式为研究对象,利用分子生物学、发育生物学、生态学等多学科手段,来探究海洋生物的分类、生理、行为、生态适应性及其与环境的关系等。近年来基因组学技术的应用使得对海洋生物多样性及其成因的认识更加深入。此外,海洋生物研究中生态系统功能的关注也成为热点,特别是通过足迹化学和同位素示踪技术分析海洋生物群落中的食物网连接、能量流动和营养盐循环过程。这些研究为深入理解“海洋”生命系统及其服务功能奠定了基础。
海洋地质与地球物理 - 认识海洋在地球演化和气候变化中的作用
海洋地质与地球物理研究的是海水覆盖下的地质体结构、演化过程和物理性质。它揭示了海盆的形成机制、海底岩石的形成过程、海水与地幔物质交换情况等,从而推测出地球深部实质性成分的变迁。另一方面,珊瑚、海底沉积物等的同位素组成也为古海洋状态的恢复提供了依据,使人们能够定量分析“海洋”在地质年代尺度上的变迁,比如寒武纪生命大爆发就是依靠海洋地质研究证实的。此外,通过研究地震波速度异常区判断板块俯冲带中的流体迁移,可以预测未来的火山喷发和地震发生的可能性,实现海域灾害的预警。
海洋技术 - 支撑海洋科学研究、开发和保护的技术手段
海洋技术是开展海洋科学研究、资源开发利用以及海洋生态环境保护的基础性支撑。它提供了系列的“海洋”探测观测设备、分析测试平台,以及数据存储传输与计算处理技术。这些技术实现了对海洋状态的立体监测,也推动了海水动力过程的模拟计算和预测。例如声学技术实现了海底地形测绘;遥感卫星可以观测海面生物量和海水颜色;自动化游标可以定点监测海洋切面上各项参数;各类海洋站可以实现波流、气象要素和水质参数的串联观测。这些技术的应用极大地丰富了我们对“海洋”世界认知的“样本”,为各类海洋问题提供可靠技术支撑。
新交叉学科 - 计算科学和社会科学促进海洋科学新方向发展
计算科学、人工智能和社会科学知识的引入,正在推动海洋科学相关学科的交叉与创新。例如海量“海洋”监测数据的机器学习应用实现了海洋异常现象的自动识别;结合经济增长模型和碳循环模型可以模拟不同减排措施对未来气候变化的影响效果;开发海洋空间规划系统则有助于实现海域资源的优化配置和利用。在一定程度上,这些新交叉学科的产生使得海洋科学研究路径更加丰富和立体,并朝着更好地服务社会、经济、生态效益的方向演进。
海洋科学技术是一个庞大的知识体系,涵盖众多学科领域。这些学科都以“海洋”为研究对象,目的在于加深对海洋的认识,服务于资源开发、气候研究、环境保护等领域。我国在海洋科技上也取得了长足进步。“海洋科学技术”专业培养的是科研人才,就业前景较好,但需要深造。各个学科的研究都依赖于“海洋技术”的支持,并在交叉融合中发展出新的研究方向。可以说,“海洋”是这一知识体系的核心所在。
