國內外海底觀測網路

海底觀測網路：

傳統的海底科學考察主要利用船隻進行海底的地質地球物理調查，獲取例如海底地形、海底地層結構等信息，但調查船只能進行短暫的考察，難以獲取海底隨時間變化的信息。

衛星遙感和海面浮標已能監測海洋表面變化，但是衛星遙感難以穿透厚重的海水層觀測海底。

海底觀測網路是指將各種觀測儀器安裝到海底，對海水層、海底和海底以下的岩石進行長期、動態、實時的觀測。

海底觀測網路具有長期、動態、實時的優勢，相對衛星遙感和調查船觀測系統，海底觀測網路被形象地稱為地球觀測系統的第3個平台。

海底觀測網路可應用于海底天然氣水合物、海底地震監測和海嘯預警、海底熱液活動等方面的研究。

海底觀測網的組網方式：

方式一：利用海底光電複合纜將海底觀測儀器和陸地基站連接起來。

優劣：海底電纜能長期供應電力和快速傳輸數據，但耗費大，適合離岸較近的海域。

方式二：無海底電纜連接，海底觀測儀器通過電池供應電力和海面浮標發送衛星數據。

優劣：電力供應和數據傳輸受到限制，但是相對經濟，適合離岸較遠的海域。

1、加拿大海王星海底觀測網：

加拿大海王星海底觀測網(NEPTUNE Canada),2009年建成，其實時數據可在http://www.oceannet-works.ca/下載，是目前世界上最具代表性的海底觀測網。

2、加拿大金星海底觀測網：

3、美國OOI海底觀測網：

美國OOI海底觀測網（Ocean Observatories Initiative）包括3個子網：區域網、近海網和全球網。其中區域網與加拿大海王星海底觀測網同處於胡安·德·夫卡板塊；近海網位於美國的東西兩岸；全球網位於美洲兩側的南北高緯度海域。OOI目前正在建設中，2011年開始安裝。OOI主要採用了兩種組網方式。區域網採用海底電纜連接方式；全球網採用無海底電纜連接方式；近海網兼用2種組網方式。

4、美國MARS海底觀測網：

美國MARS海底觀測網（Monterey Accelerated Research System）,位於蒙特利灣，是美國和加拿大深海海底觀測網路組設備的主要試驗場所，也是國際深海海底觀測網路組網設備的主要試驗場所。2011年4-10月，MARS為中國同濟大學深海觀測設備進行了「中國連纜觀測站試驗」。

5、歐洲海底觀測網：

歐洲海底觀測網與加拿大海王星海底觀測網目的相似，不同點其並非一個完整的區域性海底觀測網路，而是由不同海域的區域網組成，且不同區域網有不同研究主題和支持國家。

6、日本DONET海底觀測網：

譯為「地震和海嘯海底觀測密集網路」。該計劃於2006年立項，目標是在日本的「南海海槽」建設海底觀測網。它的主要觀測目的是地震監測和海嘯預警。

7、日本海溝海底地震海嘯觀測網：

日本海溝海底地震海嘯觀測網將在日本東邊海岸和日本海溝之間設置150個地震儀。日本海溝海底地震海嘯觀測網與日本DOENT海底觀測網結構上有所不同，它直接用海底電纜連接到地震儀和海嘯儀，無節點。而DOENT海底觀測網是「節點型」，通過節點的分支裝置連接各種感測器。

我國的海洋水下觀測網發展現狀

近年來，隨著國家相關需求的日益緊迫，以及國內外海洋觀測技術、水下通信技術和海洋通用技術的快速發展，我國在東海和南海開展了一些試驗性的水下觀測工作，但尚未形成業務化運行的水下觀測網。

8、中國東海海底觀測網：

2006年，同濟大學承擔「海底觀測組網技術的試驗與初步應用」重大科技攻關項目，並於2009年4月在上海附近東海近岸淺水區建成海底觀測試驗站。計劃在舟山群島以東內陸架上繼續建設。

2009 年同濟大學建設了東海海底觀測小衢山試驗站，由長約1.1km 的光電複合纜、岸基站特種接駁盒和CTD、OBS、ADCP 等觀測儀器組成，對海洋要素進行長時間、連續、實時觀測；2011 年，同濟大學、浙江大學等高校聯合開展了海底長期觀測網路試驗節點關鍵技術驗證項目，驗證了海底輸能及通信技術、水下離子色譜原位分析技術等一系列海底觀測網路所必需的關鍵技術，接駁設備接入美國MARS系統進行了長達半年的試驗驗證。2017年「國家海底科學觀測網」正式被批複 | 同濟大學牽頭建設大科學工程——海底科學觀測網

9、中國南海海底觀測網：

2009年「中國科學院聲學研究所南海聲學與海洋綜合觀測實驗室」成立，依託863項目「岸基光纖線列陣水聲綜合探測系統」布放中國第1條海底光纖探測系統。2013年南海首個海底觀測示範系統在三亞建成。

10、「透明海洋」海底觀測網：

青島國家海洋實驗室「透明海洋」計劃，主要針對西太平洋—中國海—印度洋核心戰略海區，以中國自主海洋衛星、定點智能潛標、智能浮標等為主要觀測手段，構建從海底到海面的立體綜合透明觀測系統。

11、摘箬山島海底觀測網路示範系統（ZERO）

2007 年，浙江大學啟動了摘箬山島海底觀測網路示範系統（ZERO）的建設工作，2013 年8 月成功布放了葉綠素儀、濁度儀、有色可溶解有機物探測儀等設備；2014 年10 月，ZERO 系統在摘箬山島海域成功運行，應用了自主研發的節點和接駁盒設備。

另外，2014 年，由中國科學院聲學研究所主持，在國家863 計劃的支持下，以開展光纖水聽器陣工程試驗和相關技術研究為目標，在海南陵水鋪設了一條光纖水聽器陣，試驗50～80km 半徑的水下目標探測技術。

12、台灣MACHO海底觀測網：

台灣東部海底電纜觀測網計劃MACHO，因簡稱與「媽祖」近似，稱「媽祖」計劃。以地震和海嘯監測為主。

「台灣東部海域電纜式海底地震儀及海洋物理觀測系統建置計劃」(MARCHO)，其主要目標包括提升台灣以東海域海底地震的監測能力（地震定位能力）和海嘯的監測預警能力，監測南沖繩海槽的海底火山活動，對台灣以東海域的「黑潮」進行持續研究，促進海洋科學與水下科技的發展等。系統第一階段從宜蘭市的陸地向外海鋪設，總長度約45km，在纜線接近尾端水深300m 處安裝1 個科學觀測節點，其上搭載多種觀測儀器，主要有地震與海嘯壓力計、水聽器和溫鹽儀等，該階段已於2011 年10 月完工，11 月開始啟用。第二階段將繼續延長海纜，預計系統全部建成後，海纜總長度將達到250km。測量儀器的安放深度約為300m，海纜埋深1.5m，可在30s 內臨測到東部外海地震，提前15min 啟動海嘯警報系統。據評估，如果在海嘯抵達前5～10min 疏散民眾，人員傷亡能減少90%。

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本文內容參考：國內外海底觀測網路的建設進展（張伙帶，張金鵬，朱本鐸）；《高解析度海底地形地貌——探測處理理論與技術》吳自銀等

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