2025年大學(xué)《海洋科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——海洋環(huán)境監(jiān)測預(yù)警與應(yīng)急應(yīng)對技術(shù)及應(yīng)用與區(qū)域氣候變化考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡述海洋環(huán)境監(jiān)測的主要目的和意義。請列舉至少三種不同的海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，并簡述其基本原理和主要應(yīng)用領(lǐng)域。二、什么是海洋災(zāi)害預(yù)警？以臺風(fēng)或赤潮為例，簡述其預(yù)警系統(tǒng)的基本流程，包括監(jiān)測、分析、預(yù)測、發(fā)布等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。三、溢油是海洋環(huán)境污染的重要來源之一。請簡述物理法、化學(xué)法和生物法三種主要的溢油應(yīng)急響應(yīng)技術(shù)原理及其優(yōu)缺點。四、氣候變化對海洋環(huán)境產(chǎn)生了多方面的影響。請列舉至少三個主要影響方面，并分別說明其對海洋生態(tài)系統(tǒng)或人類活動可能帶來的具體危害。五、區(qū)域氣候變化往往具有地域特殊性。請選擇一個你熟悉的特定海域（如南海、東海、黃?；蚰炒箨懠軈^(qū)域），分析氣候變化對該區(qū)域海洋環(huán)境（至少從海水溫度、海平面或海洋生物多樣性一個方面）可能產(chǎn)生的主要影響。六、海洋環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)和氣候變化預(yù)測數(shù)據(jù)對于制定適應(yīng)性管理策略至關(guān)重要。請闡述如何利用這些數(shù)據(jù)來評估海洋環(huán)境風(fēng)險，并提出至少兩項針對氣候變化影響的海洋生態(tài)保護或資源可持續(xù)利用的適應(yīng)性管理措施。七、結(jié)合當(dāng)前技術(shù)發(fā)展趨勢，談?wù)勀銓ξ磥砗Ｑ蟓h(huán)境監(jiān)測預(yù)警與應(yīng)急應(yīng)對技術(shù)發(fā)展方向的理解，并舉例說明可能的新技術(shù)或新方法及其潛在應(yīng)用價值。八、試以“海洋酸化對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的影響”為例，分析其災(zāi)害性事件的潛在觸發(fā)因素、可能造成的生態(tài)后果，并探討當(dāng)前可能的監(jiān)測、預(yù)警和緩解措施。試卷答案一、海洋環(huán)境監(jiān)測的主要目的在于掌握海洋環(huán)境的現(xiàn)狀和變化規(guī)律，評估環(huán)境質(zhì)量，預(yù)測環(huán)境趨勢，為海洋資源開發(fā)、環(huán)境保護、防災(zāi)減災(zāi)和管理決策提供科學(xué)依據(jù)。其意義在于保障海洋生態(tài)安全，促進海洋經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，維護國家海洋權(quán)益。常見的海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)包括：1.衛(wèi)星遙感技術(shù)：利用衛(wèi)星搭載的傳感器（如光學(xué)、雷達、聲學(xué)等）從空間對海洋進行非接觸式觀測，可大范圍、周期性地獲取海面溫度、海面高度、海色（葉綠素濃度）、海岸線變化、油污、浮游生物聚集等信息。2.船舶與平臺調(diào)查技術(shù)：通過船載漁具（如采水器、采泥器）、浮標(biāo)、海岸站、海底觀測站等平臺，進行現(xiàn)場采樣和原位測量，獲取水體物理參數(shù)（溫度、鹽度、密度、流速、currents）、化學(xué)參數(shù)（pH、溶解氧、營養(yǎng)鹽、污染物）和生物參數(shù)數(shù)據(jù)。3.聲學(xué)探測技術(shù)：利用聲波的傳播和反射特性探測海洋環(huán)境。例如，多普勒測速儀（ADCP）測量水下currents，聲納（Sonar）探測海底地形地貌、水下山體、生物群落等。二、海洋災(zāi)害預(yù)警是指利用各種監(jiān)測手段獲取海洋環(huán)境信息，通過分析預(yù)測模型判斷可能發(fā)生的海洋災(zāi)害及其強度、影響范圍和時間，并及時向相關(guān)部門和公眾發(fā)布預(yù)警信息，以便采取預(yù)防避險措施。以臺風(fēng)為例，其預(yù)警系統(tǒng)流程通常包括：1.監(jiān)測：利用衛(wèi)星云圖、雷達、地面氣象站、海洋浮標(biāo)等持續(xù)監(jiān)測臺風(fēng)的形成、移動路徑、強度變化和云圖特征。2.分析：氣象和海洋部門利用獲取的數(shù)據(jù)，分析臺風(fēng)的動力結(jié)構(gòu)、環(huán)境場條件，結(jié)合數(shù)值天氣預(yù)報模型進行路徑和強度預(yù)測。3.預(yù)測：基于模型預(yù)測結(jié)果，結(jié)合專家經(jīng)驗，確定臺風(fēng)可能登陸的時間、地點、強度等級。4.發(fā)布：按照預(yù)警級別（如臺風(fēng)藍色、黃色、橙色、紅色預(yù)警信號），通過廣播、電視、手機短信、網(wǎng)站、預(yù)警大喇叭等多種渠道及時發(fā)布預(yù)警信息，并可能伴隨相應(yīng)的防災(zāi)建議。以赤潮為例，其預(yù)警流程類似，通常涉及對浮游藻類濃度的監(jiān)測（如浮標(biāo)、采樣分析）、赤潮發(fā)生發(fā)展規(guī)律的研究、數(shù)值模型的預(yù)測，以及預(yù)警信號的發(fā)布。三、溢油應(yīng)急響應(yīng)技術(shù)主要包括：1.物理法：利用物理手段回收或分散油污。主要技術(shù)有：圍油欄圍控油污，阻止其擴散；吸油氈、吸油索、吸油沸石等材料吸附油污；撇油機撇取水面浮油；油水分離器分離回收油品。優(yōu)點是回收率相對較高，對環(huán)境干擾較小（尤其吸油材料），技術(shù)成熟。缺點是可能產(chǎn)生大量油泥廢棄物，處理成本高；大型圍油欄操作受海況影響大；吸油材料飽和后處理麻煩。2.化學(xué)法：利用化學(xué)藥劑處理油污。主要技術(shù)有：使用分散劑將油污分散成小油滴，使其乳化溶解于水中，加速自然降解；使用消油劑（如表面活性劑）破壞油膜，促進油水分離。優(yōu)點是操作相對簡單，可處理大面積油污。缺點是分散劑可能對海洋生物產(chǎn)生毒性或長期生態(tài)影響；消油劑可能增加水體污染物負(fù)荷。3.生物法：利用微生物或酶的代謝作用分解降解油污。主要技術(shù)有：投加營養(yǎng)鹽促進自然水體中降解菌生長；使用高效降解菌或其代謝產(chǎn)物進行生物降解。優(yōu)點是環(huán)境友好，不引入二次污染，具有可持續(xù)性。缺點是降解速度較慢，受環(huán)境條件（溫度、鹽度、pH等）影響大，通常適用于濃度較低或處理后期。四、氣候變化對海洋環(huán)境的主要影響包括：1.海水溫度升高：導(dǎo)致海洋層化加劇，影響海洋混合層深度和營養(yǎng)鹽輸運，改變海洋生物的分布、繁殖和生長周期，可能引發(fā)珊瑚白化等。2.海平面上升：威脅沿海低洼地區(qū)的海洋生態(tài)系統(tǒng)（如紅樹林、濕地、珊瑚礁）和人類居住區(qū)，加劇風(fēng)暴潮的破壞力，導(dǎo)致海水入侵和土壤鹽堿化。3.海洋酸化：大氣中二氧化碳溶解于海水中形成碳酸，導(dǎo)致海水pH值下降。這會抑制貝類、珊瑚等鈣化生物的骨骼或外殼形成，影響海洋食物鏈的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。4.海洋環(huán)流變化：溫鹽差異是驅(qū)動海洋環(huán)流的主要動力，全球變暖可能改變表層海水溫度和鹽度分布，進而影響主要海洋環(huán)流（如墨西哥灣流、北太平洋環(huán)流）的強度和路徑，進而影響全球氣候和水文循環(huán)。這些影響可能帶來生態(tài)系統(tǒng)的退化、漁業(yè)資源的變動、沿海基礎(chǔ)設(shè)施的損壞、極端天氣事件（如熱帶氣旋）的增強等危害。五、以南海為例，區(qū)域氣候變化可能產(chǎn)生的主要影響包括：1.海水溫度升高：南海表層水溫可能上升，導(dǎo)致浮游植物群落結(jié)構(gòu)改變，可能影響以浮游植物為食的魚類幼體的生存；加劇底層水的缺氧風(fēng)險；高溫可能加重珊瑚礁白化的壓力。2.海平面上升：對南海島礁國家（如菲律賓、越南等）構(gòu)成直接威脅，可能淹沒低洼地區(qū)，侵蝕海岸線；對南海大陸架區(qū)域，可能加劇咸水入侵，影響地下淡水資源。3.海洋酸化：南海是吸收大氣二氧化碳的匯，海洋酸化速度可能加快，影響珊瑚礁的建造能力和穩(wěn)定性，對貝類養(yǎng)殖也構(gòu)成威脅。六、利用海洋環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)和氣候變化預(yù)測數(shù)據(jù)評估海洋環(huán)境風(fēng)險并制定適應(yīng)性管理措施：1.風(fēng)險評估：通過長期監(jiān)測數(shù)據(jù)識別海洋環(huán)境變化趨勢（如水質(zhì)惡化、生物多樣性下降、災(zāi)害頻率增加）；結(jié)合氣候變化預(yù)測數(shù)據(jù)（如未來海平面上升、水溫變化范圍），評估特定區(qū)域或資源（如珊瑚礁、漁業(yè)）面臨的潛在風(fēng)險等級和影響程度。例如，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示某海域魚類資源下降，結(jié)合氣候預(yù)測該區(qū)域未來可能升溫，可以評估升溫對魚類的復(fù)合風(fēng)險。2.適應(yīng)性管理措施：*生態(tài)保護與修復(fù)：針對氣候變化影響（如酸化、升溫），劃定并擴大海洋保護區(qū)（MPAs），保護關(guān)鍵物種和棲息地；實施珊瑚礁、紅樹林等生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)工程，增強其抵抗氣候變化的能力。*資源可持續(xù)利用：根據(jù)監(jiān)測到的資源變化和預(yù)測的氣候變化影響（如分布區(qū)變化），調(diào)整漁業(yè)捕撈配額、休漁期、漁具類型等管理措施，實現(xiàn)漁業(yè)的長期可持續(xù)。例如，預(yù)測某魚種因水溫升高將向高緯度或深層遷移，需相應(yīng)調(diào)整捕撈區(qū)域和強度。*基礎(chǔ)設(shè)施與社區(qū)適應(yīng)：針對海平面上升和風(fēng)暴潮風(fēng)險，加固或遷移沿海防護工程、港口碼頭等基礎(chǔ)設(shè)施；為沿海社區(qū)提供氣候變化適應(yīng)知識和培訓(xùn)，發(fā)展氣候resilient的海洋產(chǎn)業(yè)。七、未來海洋環(huán)境監(jiān)測預(yù)警與應(yīng)急應(yīng)對技術(shù)發(fā)展趨勢：1.智能化與自動化：發(fā)展基于人工智能（AI）和機器學(xué)習(xí)的智能監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動識別、處理和預(yù)警；推廣自動化、無人化的海洋觀測平臺（如無人船、水下機器人AUV/glider、智能浮標(biāo)），提高監(jiān)測效率和覆蓋范圍。2.多源數(shù)據(jù)融合：加強衛(wèi)星遙感、航空偵察、地面觀測、水下探測、物聯(lián)網(wǎng)傳感器等多種數(shù)據(jù)源的融合應(yīng)用，構(gòu)建立體化、全方位的海洋監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，提高信息獲取的全面性和準(zhǔn)確性。3.高精度預(yù)測模型：發(fā)展更高分辨率、物理機制更完善、能更好耦合大氣和海洋過程的數(shù)值預(yù)測模型，提高對海洋災(zāi)害（如臺風(fēng)、赤潮、溢油擴散）的預(yù)報預(yù)警精度和時效性。4.新型監(jiān)測技術(shù)：應(yīng)用基因測序、生物傳感器等新技術(shù)，實現(xiàn)對海洋生物群落結(jié)構(gòu)、生態(tài)健康狀況的快速評估；發(fā)展原位光譜、激光雷達等技術(shù)，提高對水體成分和參數(shù)的監(jiān)測能力。5.快速應(yīng)急裝備：研發(fā)更高效、更環(huán)保的溢油回收設(shè)備；針對新型海洋污染（如塑料微粒、微塑料），探索監(jiān)測和去除技術(shù)；發(fā)展基于無人機、無人船的快速應(yīng)急響應(yīng)平臺。八、以“海洋酸化對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的影響”為例：1.潛在觸發(fā)因素：主要觸發(fā)因素是大氣中二氧化碳濃度持續(xù)升高，導(dǎo)致大量二氧化碳溶解于海水中，引發(fā)海洋酸化。其他可能加劇因素包括全球變暖導(dǎo)致海水溫度升高（高溫脅迫會加重酸化對珊瑚的損害）、河流輸入的污染物（如營養(yǎng)鹽、有機物）改變水體碳循環(huán)。2.生態(tài)后果：海洋酸化導(dǎo)致海水pH值下降和碳酸鈣飽和度降低，珊瑚蟲建造骨骼所需的碳酸鈣變得難以獲取。這會導(dǎo)致珊瑚生長緩慢甚至停止，骨骼結(jié)構(gòu)變脆弱，增加破碎風(fēng)險。長期作用下，珊瑚礁的建造能力下降，結(jié)構(gòu)退化，生物多樣性減少，最終可能導(dǎo)致珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)崩潰，轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜕a(chǎn)力、低生物多樣性的海草床或軟質(zhì)底質(zhì)環(huán)境。同時，酸化也可能影響珊瑚共生藻的功能，加劇珊瑚白化。3.監(jiān)測、預(yù)警與緩解措施：*監(jiān)測：部署長期觀測站點（海岸站、浮標(biāo)、海底觀測網(wǎng)），持續(xù)監(jiān)測關(guān)鍵海域的pH、碳酸堿度、飽和度、溶解氧、溫度等參數(shù)；定期進行珊瑚礁生態(tài)調(diào)查，監(jiān)測珊瑚生長、覆蓋度、生物多樣性及白化狀況。*預(yù)警：建立酸化程度