軍事海洋水文學

海洋科學與軍事科學相結合的基礎上發展起來的交叉學科。主要由軍事海洋水文觀測、軍事海洋水文信息處理、軍事海洋水文預報、區域海洋水文特徵和軍事海洋水文保障等分支組成。任務是：研究軍事海洋水文理論形成與發展；揭示與海上軍事行動有關的海洋水文環境基本特徵和一般規律；研究海洋水文環境對海上軍事活動的影響；探討軍事海洋水文保障理論和組織實施基本原則，以及軍隊在執行反恐維穩、搶險救災等任務中的海洋水文保障方法與要求等；為軍事海洋水文技術裝備發展規劃、目標和技術體制提供理論依據。軍事海洋水文學包括基礎性學科和套用性技術學科兩大部分。基礎性學科主要研究與軍事活動有關的海洋水文要素的特性、分布和變化規律以及在海洋中發生的現象等；海洋水文環境對海上軍事活動的影響，海上作戰、訓練、武器裝備戰術使用效能評估等理論與方法。套用性技術學科主要研究全球及區域海洋水文預報技術、預報產品套用技術；海上作戰、訓練、武器裝備戰術使用效能評估技術；海洋水文觀探測技術及在海上軍事活動中的套用；獲取海洋水文信息、實施軍事海洋水文預報和保障的技術等。各分支又有自己的主要研究內容。研究觀測和測量海水物理、化學特性及海洋水文現象，並對相應資料進行處理的技術和方法。主要包括海洋觀測原理、觀測儀器、觀測平台、資料處理和觀測網等內容。觀測項目主要有海水的溫度、鹽度、密度、聲速、水色、透明度，海發光、海浪、海況、潮汐、潮流、海流、海冰、海洋內波及有關氣象要素。觀測方式有海濱觀測、海洋調查和海洋遙感探測等。軍事海洋水文觀測是獲取海洋水文信息的基本手段，製作海洋水文預報和海洋氣候預測、實施海洋水文保障、開展軍事海洋水文學研究的基礎和依據。在軍事海洋水文學的形成和發展過程中，海洋水文觀測起到不可替代的作用。研究與軍事活動有關的海洋水文信息分析、加工和管理的技術和方法。主要包括海洋水文資料質量控制、各種觀測資料和海洋衛星遙感信息處理、海洋水文信息融合及其軍事釋用等內容，重點研究數據處理、數據交換、信息提取、數據再現、信息融合、信息管理、資料整編和軍事釋用等技術。軍事海洋水文信息處理是海戰場建設和軍事海洋水文保障的基礎性工作，信息處理技術的不斷發展和完善，豐富了軍事海洋水文學的研究手段，並有效地提高軍事海洋水文保障能力。研究海戰場和其他海上軍事活動海域未來一定時段內的海洋水文狀況，作出定性或定量預報的理論和方法。主要包括海浪預報、風暴潮預報、海冰預報、海流預報、海水溫度預報、潮汐預報、潮流預報、海洋躍層預報、海洋水聲環境場預報等內容。重點研究調和周期分析法、統計外推法、統計動力預報法和動力數值預報法等，使預報趨於客觀化、定量化和自動化。軍事海洋水文預報是實施軍事海洋水文保障的核心內容和基本手段之一，預報準確率是衡量海洋水文保障質量的一個重要標誌。研究世界各大洋及其相鄰海域氣候和海洋水文要素的時空統計變化特徵及其對軍事活動的影響。它既反映各大洋及其相鄰海域氣候和海洋水文要素的平均情況，也反映其極值、變率和頻率。主要研究太平洋、印度洋、大西洋和北冰洋的氣候條件和海洋水文環境，尤其是中國近海和西太平洋以及重要的海峽、水道的氣候分布和特點，海水溫度、鹽度、密度和海冰等的時空變化及相互關係，海流、海浪、潮汐等的形成、分類和發展規律及分布和特點的研究等。由於海上軍事活動受海水溫度、海水鹽度、海水密度、海浪、潮汐、海流，以及風、霧、雲、降水等海洋水文氣象要素和現象的影響，所以掌握世界各大洋及其相鄰海域氣候和海洋水文特徵，是海上軍事活動的重要保證。研究為軍隊遂行海上作戰、訓練和其他軍事活動提供實施海洋水文保障的技術和方法。主要包括水面艦艇海洋水文氣象保障、潛艇海洋水文氣象保障、海軍航空兵海洋水文氣象保障、武器裝備試驗海洋水文氣象保障、海上搜救海洋水文氣象保障，以及登入作戰、水雷戰和反潛戰海洋水文氣象保障等。重點研究軍事海洋水文保障組織體系，海洋水文保障工作的組織與管理，軍事海洋水文工作法規，實施海洋水文保障的原則、方法和技術手段，海洋水文保障能力及作戰決策中的海洋水文信息輔助效果等。軍事海洋水文保障是軍事海洋水文學研究的主要內容，作戰保障的組成部分。軍事海洋水文學的研究是藉助現場觀測、物理實驗、數值實驗和理論研究等手段，通過分析、綜合、歸納、演繹及科學抽象等，研究海洋上空、海洋表層、海洋內部和海底的自然環境狀態及其對海上軍事活動的影響。主要方法是：利用沿岸觀測站和海洋調查船上的設備對海洋進行直接觀察研究，對長期的實測資料通過計算和理論分析，得出海洋水文特徵值，製成圖表；利用流體力學原理建立數學方程組，描述海洋水文要素的變化規律，以及海洋現象的發生、發展；對具有隨機性特點的海洋水文現象，採用機率論、數理統計等方法進行研究；用資訊理論、控制論和系統論等方法研究海洋現象和過程的行為與動態及內在聯繫，並根據已有的信息，通過系統功能模擬模型進行研究，對海上軍事活動海域未來一定時段內的海洋水文狀況作出預測；海洋數值模擬，隨著計算機技術和海洋觀測技術的發展，此方法已成為軍事海洋水文學最有效的研究方法之一。軍事海洋水文學與海洋科學的各分支學科關係密切，研究內容涉及物理海洋學、海洋氣象學、海洋聲學、海洋光學、海洋電磁學、海洋地質學等諸多分支學科。在研究海水溫度和鹽度、聲速、海浪、海流等要素和現象對軍事活動的影響時，首先要研究這些要素的變化規律、分布和季節變化特點，這涉及物理海洋學、海洋聲學等內容；海水的許多運動，是由風驅動的，而且海洋對大氣有著重要的影響，這就使軍事海洋水文學和海洋氣象學之間有著密切的關係。軍事海洋水文學的研究和服務對象決定了它還與水文學、地理學、測量學、天文學、生物學和製圖學等學科存在著廣泛的聯繫，並需要藉助於數學和物理學等方法進行基礎研究，藉助遙感遙測、信息處理、計算機、通信等技術進行套用研究，它們彼此交叉、滲透和借鑑。軍事海洋水文學直接為戰爭和作戰服務，其服務對象決定了它與軍事科學中的戰略學、戰役學、戰術學、軍隊指揮學，以及軍事技術、軍事裝備、軍事後勤等學科關係密切。軍事海洋水文學與它們彼此在交融中不僅促進了自身的發展，也對這些領域的發展產生重要的影響。同時，軍事海洋學、軍事氣象學、軍事航海學、軍事測繪學等學科的形成和發展也需要藉助軍事海洋水文學的研究成果。軍事海洋水文學隨著戰爭的實踐和科學技術的進步，經歷了一個漫長的孕育、產生和發展過程。大體經歷了3個時期。18世紀末以前，是軍事海洋水文知識的積累時期。古代，人們在近岸使用舟船從事漁獵活動，隨著人類對海洋開發和利用需求的不斷增長，特別是海洋貿易的發展，近岸海上活動已經不能滿足人類社會發展的需要，跨海越洋活動增多，對海上重要海峽、通道的控制成為沿海國家的利益所在。同時，通過海洋向外進行資源財富掠奪成為一些沿海強國發展的主要手段。從而人們開始關注海洋水文現象對海上生產和軍事活動的影響，依靠目視觀察和簡單的邏輯推理，來認識和解釋一些海洋水文現象。公元前4世紀，古希臘學者皮西亞斯發現了潮汐起因於月球。前1世紀，古希臘波西東尼斯在加的斯觀測潮汐，發現潮差受月球相位影響。公元1世紀，中國王充明確指出潮汐與月相的關係。8世紀，中國竇叔蒙在《海濤志》中闡述了潮汐成因及高潮時刻的推算方法。這些從實踐中提出的精彩見解，對當時的航海和海上作戰發揮了重要作用。1661年，中國鄭成功率兵渡海，利用潮流在台灣鹿耳門登入，戰敗荷蘭殖民軍，收復台灣。15至18世紀末，資本主義的興起，使人們對海洋的認識，從單純的自然經濟觀拓展到謀取巨大商業價值和殖民價值的範疇，將海洋視為國家戰略利益的重要組成部分。一些發達的沿海國家為控制海洋和海上作戰的需要，積極支持本國的一些航海家從事海洋航海探險活動，他們在探險活動中進行大量的海洋科學考察工作，並取得了許多成果。這些成果極大地豐富了軍事海洋水文知識，為海上作戰和航行安全積累了寶貴的經驗，也為軍事海洋水文學的建立創造了條件。1497年，義大利J.卡伯特發現了拉布拉多寒流。1513年，西班牙A.de.阿拉米諾斯發現了墨西哥灣流。1595年，荷蘭J.H.范林斯霍特編成了最早的航海志，敘述了大西洋的風和海流。1687年，英國I.牛頓用萬有引力定律對潮汐性質作了解釋，奠定了海洋潮汐研究的基礎。1740年，瑞士D.伯努利提出平衡潮說。1775年，法國P.-S.拉普拉斯創立潮汐動力學理論等。從19世紀初到20世紀中葉，是軍事海洋水文學的建立時期。科學技術的發展和戰爭規模的擴大，推動了軍事海洋水文理論的深入研究。19世紀中葉，為保證美國海軍作戰和航海安全的需要，美海軍上尉M.F.莫里開始研究風與海流的關係，編制海流圖、水深圖和航路圖。1855年出版的《海洋自然地理學》，系統地敘述了海流、風、海水鹽度、海水溫度、海洋與大氣的關係等，為近代軍事海洋水文學奠定了基礎。1872～1876年，英國“挑戰者”號觀測船在12萬多千米航程中，進行了綜合考察，在海洋水文、氣象、生物、地質等方面取得了重大成果。第一次世界大戰期間，主要海洋國家為適應海戰的需要，尤其是潛艇戰、反潛戰，組織有關海洋學家從事水下環境的研究。1917年，法國P.郎之萬發明聲波探測儀探測潛艇，提出了聲波在海水中傳播的理論，並發現不同海區、季節、時間、水文要素、地質、地貌和海洋生物對聲波作用距離的影響及變化規律。20世紀30年代，德國A.梅爾茨根據潛艇布設水雷的需要，觀測淺海潮流的變化，並組織編制了英國近海、北海和英吉利海峽的潮汐圖。第二次世界大戰期間，德軍潛艇利用直布羅陀海峽上、下層海流流向的不同，在接近海峽時停車隨水流運動，避開英軍的監聽站，得以自由進出地中海，攻擊盟軍艦船。隨著海上軍事活動對海洋水文信息需求的增多，一些國家相繼建立了軍事海洋研究機構，組建海洋調查船隊，重點研究水聲學、波浪傳播和水下爆炸等，並研製出性能更佳的聲吶。與此同時，挪威海洋學家H.U.斯韋爾德魯普和美國W.H.蒙克提出海浪預報方法，美軍將這一方法運用於航海和海上作戰保障中。盟軍在1942年北非和1944年諾曼第的登入作戰中，對海浪和天氣作出了正確的預報，為奪取登入作戰的勝利發揮了重要的作用。這一時期，海洋水文研究成果和海洋技術在軍事活動中的運用，有力地促進了軍事海洋水文研究領域向縱深拓展。同時，軍事海洋水文方面的教學和科研有了較大的發展，一些軍事海洋水文方面的教材、論文和著作大量發表，軍事海洋水文學初步形成。1942年，H.U.斯韋爾德魯普和M.W.詹森、R.H.弗萊明撰寫巨著《海洋》一書，對這一階段的成果作了較全面、系統而深入的總結。20世紀60年代以後，軍事海洋水文學進入發展時期。隨著武器裝備的發展，海上軍事活動遍及包括兩極水域在內的所有海域，海洋水文環境對海上軍事活動的影響越來越受到重視。潛艇的潛航、探測、警戒、追蹤以及水下發射等活動，均要考慮海水的深度、溫度、鹽度、密度、水色和透明度，海水錶層流、深層流、表面波、內波和潮流等多種因素的影響。海洋水文學研究成果和技術在軍事上的套用更加廣泛深化。隨著衛星遙感技術、大型計算機和一大批先進海洋觀測儀器的問世，一些沿海國家大幅度投資，加強周邊海域的海洋調查；同時隨著國家戰略的變化，不斷調整海洋調查研究的重點海區。美國、英國、蘇聯等國利用海洋衛星、航測飛機、海洋調查船、水面艦艇和潛艇等裝備以及各種先進觀測儀器收集全球海洋環境資料，通過調查測量繪製出高精度的全球海洋及海岸帶地形、地貌圖。利用統計分析、數值模擬、實驗室和現場試驗等方法，研究海洋環境要素的分布變化規律，並套用於艦艇作戰航行、武器裝備研製使用、工程施工、後勤保障等。在海灣戰爭中，美國動用了多顆氣象和資源衛星，投入許多新型高技術觀測裝備，獲取大量水文氣象情報；利用高性能計算機，在短時間內對海灣地區14年的水文氣象觀測資料進行整編分析，選定最佳行動時機和作戰時段。在科索沃衝突期間，美國運用專門的計算機模型預測水雷的漂浮情況、涌浪以及風浪和海面高度等，同時，利用海洋大氣中尺度耦合預測系統的嵌套格線模型，進行9千米解析度的預報，直接為作戰行動提供服務和保障。為加強軍事海洋水文工作，美國、英國、法國、俄羅斯等還先後擴建了海軍海洋研究機構和海洋調查隊，各自形成完整的軍事海洋水文研究和服務機構體系，使軍事海洋水文學得到了進一步發展。這一時期，發展了海洋波浪頻譜模型預報技術，發現了海洋中尺度渦和熱鹽細微結構，大洋環流理論研究獲得進展，開發和建立了多種海洋數值預報模型，確定了海洋對全球氣候變化的重要作用等。代表著作為M.N.海爾主編的《海洋》和A.C.莫寧主編的《海洋學》。中國人民解放軍海洋水文工作是從人民海軍的創建之時開始。1949年，人民海軍成立華東軍區海道測量局，隨後成立海軍司令部海道測量局，並開始建立潮汐觀測站，開展潮汐觀測，組建臨時海洋調查隊，對重要港灣錨地進行特定任務的海洋調查。1957年，海軍正式編輯出版中國沿海91個主要港口的潮汐表。1958～1960年，海軍參加了全國海洋綜合調查。1964年，海軍組織出版了供潛艇和水面艦艇使用的海洋水文氣象參考圖集、潮流表和潮汐表等。1980年，中國進行向太平洋公海水域發射遠程運載火箭試驗，軍事海洋水文保障的區域第一次拓展到赤道附近海域。1985年以後，隨著計算機和信息技術在軍事海洋水文領域中的廣泛套用，軍事海洋水文氣象保障在武器裝備試驗、海軍編隊出訪，以及部隊作戰訓練等重大任務中發揮了重要作用。在60多年的發展歷程中，軍事海洋水文保障機構逐步健全，軍事海洋水文工作日趨規範和完善，軍事海洋水文理論研究趨於系統，保障技術和保障能力顯著提高，教學和科研隊伍不斷壯大，相繼出版了一批教材、資料彙編、論文和著作，如《航海海洋氣象學》《全球海洋氣候圖集》《軍事水文學概論》《軍事海洋學概論》等，為中國軍事海洋水文學的確立奠定了基礎，軍事海洋水文學的研究進入一個新的發展時期。現代科學技術的迅速發展為軍事海洋水文學的研究開拓了新的途徑。軍事海洋水文學科體系將不斷完善；海洋水文觀探測技術以調查船觀測、浮標監測和衛星遙感等為支柱，朝著觀測立體化、測量方法多樣化、海上測量和資料傳輸處理一體化的方向發展；資料分析和同化技術的發展、數值模式研究的深入，以及海洋和海－氣耦合數值預報模式解析度、有效預報時效和預報準確率的不斷提高，使數值預報產品更好地成為海－氣相互作用、大洋環流和海洋氣候分析的基礎，海洋水文預報將向客觀定量、長時效、大範圍、海洋深層、自動化和智慧型化方向發展；以衛星通信、計算機網路技術為核心的信息傳輸手段，將有效地解決海洋水文資料快速採集、大流量傳送、實時分析套用等問題，信息化將成為軍事海洋水文保障的重點發展方向。

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