科技引领海洋工程走向深远海

  近日,由南京理工大学承办、全国高校科协联盟协办的中国学科发展战略学术报告举行,中国科学院李家春院士在“走向深远海的海洋工程”报告中向南理工学生们介绍了极端海洋风浪环境,带大家领略富含科技含量的世界重大工程。

  李家春从自身研究流体力学出发,引出海洋工程建设面临的挑战。他表示,流体力学研究涉及面很宽,在水流、海洋、河流等研究上都能用得到,与工程建设也有很大关系。目前海洋工程发展有四种趋势,即从近海走向远海,从浅海走向深海,从水面走向水下,从海洋平台走向深水工程。“海洋环境复杂多变,海洋工程要面临的挑战,也常常超出我们的想象。” 李家春表示,海上最典型的工程代表,即是各类浮式平台,它们常要面对各种极端海洋风浪环境的挑战,如果这些庞大海洋平台承受不了,一旦损毁则损失巨大。

  极端风浪环境到底有多复杂多变?李家春表示,探测海洋风浪比探测空间要复杂许多,通俗点说,就是因为有很多风浪是看不见的。“风浪可分为台风、巨浪、畸形波和内波等,其中,巨浪不确定且随机,而我们大部分人并不了解的畸形波,就是一种不可预测的特大风浪,曾导致22起海上事故,而内波则是水面下的风浪,会导致浮力不均,从而引发灾难。”李家春表示。

  哪些地方有海浪,为什么预报起来会这么难?李家春举例说,局地台风预报向来比较难,因为其路径、强度和气旋变化非常大,所以一般往往短时间预测不了。“因此在海洋工程建设中,往往需要知道此地的最大风速,并相应提高设计强度。”

  不过,战胜自然,开展预报也非没有办法。“目前,我们已经可以开展热带气旋预报,常规的热带气旋可以预报,精度也在逐年提高。”李家春表示,目前已可以通过卫星遥感图像跟踪热带气旋运动,比如美国的NOAA、SEASAT,以及中国风云和海卫系列等。同时,还有一种风浪谱的预报模式,其以风速、风时、风区气象数据为参数谱,开展预报。人类对自然并非束手无策,走向深远海的海洋工程,将以科技进步为重要引领,走向更深的蓝海。