第一章海洋防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)概述第二章海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)第三章海洋災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)第四章海洋防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)技術(shù)第五章海洋防災(zāi)減災(zāi)災(zāi)后恢復(fù)技術(shù)第六章海洋防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)未來(lái)展望01第一章海洋防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)概述海洋災(zāi)害的嚴(yán)峻形勢(shì)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害臺(tái)風(fēng)是海洋災(zāi)害中最頻繁、影響范圍最廣的一種災(zāi)害。2022年全球記錄的127起海洋災(zāi)害事件中，臺(tái)風(fēng)災(zāi)害占65%。以2021年日本東海岸強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“圓規(guī)”為例，其引發(fā)的狂浪導(dǎo)致12艘漁船沉沒(méi)，沿岸經(jīng)濟(jì)損失達(dá)200億日元。臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的特點(diǎn)是突發(fā)性強(qiáng)、破壞力大，往往伴隨著暴雨、風(fēng)暴潮和海嘯等多種災(zāi)害的疊加。海嘯災(zāi)害海嘯是海洋災(zāi)害中最具破壞力的一種災(zāi)害。2022年全球記錄的127起海洋災(zāi)害事件中，海嘯災(zāi)害占15%。以2021年日本東海岸強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“圓規(guī)”引發(fā)的海嘯為例，其浪高達(dá)到3.2米，導(dǎo)致3000戶(hù)居民受災(zāi)，直接經(jīng)濟(jì)損失15億元。海嘯災(zāi)害的特點(diǎn)是預(yù)警時(shí)間短、破壞力大，往往對(duì)沿海地區(qū)造成毀滅性打擊。赤潮災(zāi)害赤潮是海洋災(zāi)害中的一種生物災(zāi)害，2022年全球記錄的127起海洋災(zāi)害事件中，赤潮災(zāi)害占20%。以2021年日本東海岸強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“圓規(guī)”引發(fā)的紅海赤潮為例，其導(dǎo)致海水溫度異常升高，海洋生物大量死亡，對(duì)當(dāng)?shù)貪O業(yè)造成嚴(yán)重?fù)p失。赤潮災(zāi)害的特點(diǎn)是發(fā)生頻率高、影響范圍廣，往往對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)暴潮是海洋災(zāi)害中的一種氣象災(zāi)害，2022年全球記錄的127起海洋災(zāi)害事件中，風(fēng)暴潮災(zāi)害占10%。以2021年日本東海岸強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“圓規(guī)”引發(fā)的風(fēng)暴潮為例，其導(dǎo)致海水倒灌，沿海地區(qū)大面積被淹，經(jīng)濟(jì)損失巨大。風(fēng)暴潮災(zāi)害的特點(diǎn)是預(yù)警時(shí)間短、影響范圍廣，往往對(duì)沿海地區(qū)造成嚴(yán)重破壞。其他災(zāi)害除了上述幾種主要的海洋災(zāi)害外，還有其他一些海洋災(zāi)害，如海冰、海嘯、海嘯等。這些災(zāi)害雖然不如臺(tái)風(fēng)、海嘯和赤潮災(zāi)害那樣頻繁，但同樣對(duì)沿海地區(qū)造成嚴(yán)重威脅。海洋防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)體系災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)是海洋防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)體系的核心組成部分，其主要功能是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海洋環(huán)境變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)災(zāi)害跡象，并提前發(fā)布預(yù)警信息。以美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）為例，其災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)衛(wèi)星遙感、岸基雷達(dá)和深海傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)測(cè)精度達(dá)85%，風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)提前期可達(dá)72小時(shí)。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與仿真平臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與仿真平臺(tái)是海洋防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)體系的重要組成部分，其主要功能是對(duì)海洋災(zāi)害進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并模擬災(zāi)害發(fā)生時(shí)的情景，為防災(zāi)減災(zāi)決策提供科學(xué)依據(jù)。以荷蘭代爾夫特理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的CoastalRiskAssessmentTool（CRAT）為例，該平臺(tái)將歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)與高分辨率海岸線模型結(jié)合，評(píng)估荷蘭三角洲地區(qū)海平面上升時(shí)的淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)急響應(yīng)與救援技術(shù)應(yīng)急響應(yīng)與救援技術(shù)是海洋防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)體系的重要組成部分，其主要功能是在災(zāi)害發(fā)生時(shí)，迅速啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，組織救援力量進(jìn)行救援行動(dòng)。以日本海上自衛(wèi)隊(duì)的“海龍”救援系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)通過(guò)無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)海上遇險(xiǎn)人員的快速救援。災(zāi)后恢復(fù)重建技術(shù)災(zāi)后恢復(fù)重建技術(shù)是海洋防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)體系的重要組成部分，其主要功能是在災(zāi)害發(fā)生后，迅速啟動(dòng)災(zāi)后恢復(fù)重建工作，幫助受災(zāi)地區(qū)盡快恢復(fù)生產(chǎn)生活秩序。以中國(guó)水利部海涂研究中心的“人工沙灘再生系統(tǒng)”為例，該系統(tǒng)通過(guò)波浪能沉積裝置，將侵蝕的海灘進(jìn)行再生，恢復(fù)海灘的生態(tài)功能。02第二章海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)全球?yàn)?zāi)害監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）NOAA的災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)衛(wèi)星遙感、岸基雷達(dá)和深海傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)測(cè)精度達(dá)85%，風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)提前期可達(dá)72小時(shí)。該系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)覆蓋了90%以上的海域，為全球海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)提供了重要支持。日本氣象廳日本氣象廳的JMA臺(tái)風(fēng)預(yù)警系統(tǒng)采用多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)，2023年對(duì)臺(tái)風(fēng)“梅花”的降雨量預(yù)測(cè)誤差比傳統(tǒng)模型減少37%。該系統(tǒng)在日本周邊海域的監(jiān)測(cè)能力非常強(qiáng)，能夠提前72小時(shí)發(fā)布臺(tái)風(fēng)預(yù)警。中國(guó)應(yīng)急管理部中國(guó)應(yīng)急管理部的“海洋災(zāi)害智能預(yù)警系統(tǒng)”，2023年通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)分析臺(tái)風(fēng)路徑、波浪和潮汐數(shù)據(jù)，對(duì)福建沿海的浪高預(yù)測(cè)誤差控制在8%以?xún)?nèi)。該系統(tǒng)在中國(guó)沿海地區(qū)的應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著成效，為沿海居民提供了重要的安全保障。歐洲海洋觀測(cè)系統(tǒng)（EPOS）EPOS系統(tǒng)通過(guò)無(wú)人機(jī)和衛(wèi)星數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新葡萄牙海岸線的侵蝕速率，2022年顯示阿爾加維地區(qū)平均每年后退0.8米。該系統(tǒng)在歐洲沿海地區(qū)的應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著成效，為沿海地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)提供了重要支持。衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)海面高度監(jiān)測(cè)海面高度監(jiān)測(cè)是通過(guò)衛(wèi)星雷達(dá)高度計(jì)（如歐洲哥白尼計(jì)劃Sentinel-3）測(cè)量海面起伏精度達(dá)3厘米，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)海面高度變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)暴潮等災(zāi)害。2022年，Sentinel-3衛(wèi)星成功監(jiān)測(cè)到阿爾卑斯山冰川融水引發(fā)的海岸洪水，為意大利及時(shí)發(fā)布預(yù)警提供了重要數(shù)據(jù)支持。海浪監(jiān)測(cè)海浪監(jiān)測(cè)是通過(guò)衛(wèi)星雷達(dá)技術(shù)監(jiān)測(cè)海浪高度和波形，及時(shí)發(fā)現(xiàn)海嘯等災(zāi)害。2023年，日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）的ALOS-3衛(wèi)星成功監(jiān)測(cè)到南海臺(tái)風(fēng)“圓規(guī)”的風(fēng)暴眼高度，為菲律賓及時(shí)發(fā)布預(yù)警提供了重要數(shù)據(jù)支持。有害藻華監(jiān)測(cè)有害藻華監(jiān)測(cè)是通過(guò)衛(wèi)星遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)有害藻華的分布和變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)有害藻華爆發(fā)，并提前發(fā)布預(yù)警信息。2021年，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的VIIRS傳感器成功監(jiān)測(cè)到紅海海域有害藻華爆發(fā)，為當(dāng)?shù)丶皶r(shí)采取應(yīng)對(duì)措施提供了重要數(shù)據(jù)支持。03第三章海洋災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)海洋災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法荷蘭代爾夫特理工大學(xué)荷蘭代爾夫特理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的DeltaModel，2022年模擬荷蘭標(biāo)準(zhǔn)海平面上升1米時(shí)鹿特丹淹沒(méi)范圍達(dá)120平方公里，為防潮工程提供決策依據(jù)。該模型通過(guò)高分辨率的地理信息系統(tǒng)（GIS）數(shù)據(jù)，模擬不同海平面上升情景下的海岸線變化，為荷蘭沿海地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)提供了重要支持。中國(guó)科學(xué)院海洋研究所中國(guó)科學(xué)院海洋研究所的“海岸帶風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)”，2023年對(duì)珠江口濕地評(píng)估顯示，若海平面上升50厘米將導(dǎo)致37%灘涂消失。該系統(tǒng)通過(guò)GIS技術(shù)，模擬不同海平面上升情景下的海岸線變化，為珠江口地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)提供了重要支持。歐洲委員會(huì)歐洲委員會(huì)的JRC風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估框架，采用5維指標(biāo)（人口密度、基礎(chǔ)設(shè)施價(jià)值、海岸類(lèi)型、水深和災(zāi)害頻率）綜合評(píng)估意大利西西里島的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，2021年確定港口區(qū)為最高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。該系統(tǒng)通過(guò)GIS技術(shù)，模擬不同災(zāi)害情景下的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，為意大利西西里島的防災(zāi)減災(zāi)提供了重要支持。中國(guó)水利部中國(guó)水利部發(fā)布的《海洋災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》，2022年將舟山群島劃為極高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，建議建設(shè)防浪堤高度不低于8米。該系統(tǒng)通過(guò)GIS技術(shù)，模擬不同災(zāi)害情景下的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，為舟山群島的防災(zāi)減災(zāi)提供了重要支持。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模擬技術(shù)Delft3D軟件模擬臺(tái)風(fēng)“蘇拉”在珠江口產(chǎn)生的最大風(fēng)暴潮達(dá)5.8米，證實(shí)南沙港需加固防潮堤至12米高度。該軟件通過(guò)流體動(dòng)力學(xué)模擬技術(shù)，模擬不同災(zāi)害情景下的海浪和潮汐變化，為珠江口地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)提供了重要支持。ANSYSFluent仿真軟件仿真臺(tái)風(fēng)“梅花”對(duì)上海港集裝箱碼頭的沖擊力，2022年計(jì)算結(jié)果顯示碼頭前沿浪高峰值達(dá)4.2米。該軟件通過(guò)流體動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)，模擬不同災(zāi)害情景下的海浪和潮汐變化，為上海港地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)提供了重要支持。美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的“深海自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)”（AOS），在北海部署的浮標(biāo)集群可連續(xù)監(jiān)測(cè)水溫（-0.5℃至25℃）、鹽度（25‰至35‰）和濁度（0.1NTU至10NTU）。該系統(tǒng)通過(guò)多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海洋環(huán)境變化，為北海地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)提供了重要支持。中國(guó)交通運(yùn)輸部的“高樁碼頭修復(fù)技術(shù)”，2023年采用碳纖維復(fù)合材料加固天津港碼頭，使使用壽命延長(zhǎng)30年。該技術(shù)通過(guò)先進(jìn)的材料和技術(shù)，提高碼頭的抗災(zāi)害能力，為天津港地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)提供了重要支持。04第四章海洋防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)技術(shù)應(yīng)急通信技術(shù)體系衛(wèi)星通信技術(shù)衛(wèi)星通信技術(shù)能夠在海洋環(huán)境中提供可靠的通信服務(wù)，確保救援隊(duì)伍與外界保持通信。例如，國(guó)際海事衛(wèi)星組織（INMARSAT）的“海事遇險(xiǎn)安全系統(tǒng)”，2022年通過(guò)衛(wèi)星電話成功接通臺(tái)風(fēng)“蘇拉”中的菲律賓漁船，協(xié)調(diào)救援行動(dòng)。水下通信技術(shù)水下通信技術(shù)能夠在水下環(huán)境中提供通信服務(wù)，確保救援隊(duì)伍與水下設(shè)備保持通信。例如，美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)的“聲學(xué)調(diào)制通信系統(tǒng)”，2021年成功在水深3000米的太平洋測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)500kbps，用于深海救援設(shè)備。無(wú)人機(jī)通信技術(shù)無(wú)人機(jī)通信技術(shù)能夠在空中環(huán)境中提供通信服務(wù)，確保救援隊(duì)伍與空中設(shè)備保持通信。例如，中國(guó)公安部的“警用無(wú)人機(jī)應(yīng)急系統(tǒng)”，2023年配備激光雷達(dá)的海事無(wú)人機(jī)，可精確測(cè)量船只傾角和人員被困位置。應(yīng)急通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)隨著科技的進(jìn)步，應(yīng)急通信技術(shù)也在不斷發(fā)展。例如，5G通信技術(shù)能夠在海洋環(huán)境中提供高速率、低時(shí)延的通信服務(wù)，為海洋防災(zāi)減災(zāi)提供更加可靠的通信保障。救援設(shè)備技術(shù)機(jī)器人救援系統(tǒng)機(jī)器人救援系統(tǒng)能夠在海洋環(huán)境中執(zhí)行救援任務(wù)，例如搜尋、救援和醫(yī)療救助等。例如，美國(guó)MIT開(kāi)發(fā)的“神經(jīng)救援系統(tǒng)”，2021年測(cè)試顯示可通過(guò)腦電波控制水下機(jī)器人完成海底管線維修。應(yīng)急能源供應(yīng)應(yīng)急能源供應(yīng)技術(shù)能夠在海洋環(huán)境中提供可靠的能源供應(yīng)，確保救援設(shè)備的正常運(yùn)行。例如，美國(guó)能源部開(kāi)發(fā)的“便攜式波浪能發(fā)電裝置”，2021年測(cè)試時(shí)單臺(tái)裝置可在3級(jí)海況下提供10kW電力，為災(zāi)區(qū)照明設(shè)備供電。應(yīng)急疏散系統(tǒng)應(yīng)急疏散系統(tǒng)能夠在災(zāi)害發(fā)生時(shí)，幫助受災(zāi)人員安全撤離。例如，美國(guó)交通部開(kāi)發(fā)的“海岸疏散路線優(yōu)化系統(tǒng)”，2022年分析得克薩斯州颶風(fēng)疏散時(shí)，通過(guò)多路徑算法將平均疏散時(shí)間縮短35%。05第五章海洋防災(zāi)減災(zāi)災(zāi)后恢復(fù)技術(shù)海岸工程修復(fù)技術(shù)荷蘭三角洲工程荷蘭的“三角洲工程”修復(fù)技術(shù)，2022年對(duì)鹿特丹防潮閘進(jìn)行智能傳感器升級(jí)，使抗風(fēng)暴潮能力提升至能抵御1.5米浪高。該技術(shù)通過(guò)先進(jìn)的材料和工藝，提高防潮閘的抗災(zāi)害能力，為荷蘭沿海地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)提供了重要支持。中國(guó)天津港高樁碼頭修復(fù)技術(shù)中國(guó)交通部的“高樁碼頭修復(fù)技術(shù)”，2023年采用碳纖維復(fù)合材料加固天津港碼頭，使使用壽命延長(zhǎng)30年。該技術(shù)通過(guò)先進(jìn)的材料和技術(shù)，提高碼頭的抗災(zāi)害能力，為天津港地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)提供了重要支持。人工沙灘再生系統(tǒng)中國(guó)環(huán)境科學(xué)院的“人工沙灘再生技術(shù)”，2023年試驗(yàn)表明特定菌株分解石油污染可使海水恢復(fù)時(shí)間縮短50%。該技術(shù)通過(guò)生物修復(fù)技術(shù)，恢復(fù)海灘的生態(tài)功能，為沿海地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)提供了重要支持。上海濱海濕地生態(tài)修復(fù)工程中國(guó)海洋大學(xué)的“人工濕地凈化技術(shù)”，2023年構(gòu)建的上海濱海濕地生態(tài)修復(fù)工程，2022年使納污能力達(dá)每公頃200噸/年。該技術(shù)通過(guò)人工濕地技術(shù)，恢復(fù)海灘的生態(tài)功能，為沿海地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)提供了重要支持。環(huán)境修復(fù)技術(shù)環(huán)境修復(fù)技術(shù)是海洋防災(zāi)減災(zāi)災(zāi)后恢復(fù)技術(shù)的重要組成部分，其主要功能是在災(zāi)害發(fā)生后，修復(fù)受損的海洋環(huán)境，恢復(fù)海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康。例如，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）開(kāi)發(fā)的“海洋污染清理機(jī)器人”，2023年成功清理了太平洋某海域的塑料垃圾，恢復(fù)了海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康。該技術(shù)通過(guò)先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)，清理海洋污染，為海洋防災(zāi)減災(zāi)提供了重要支持。06第六章海洋防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)未來(lái)展望新興技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)量子計(jì)算腦機(jī)接口5G通信技術(shù)量子計(jì)算在災(zāi)害預(yù)測(cè)中的應(yīng)用：歐洲QARMA項(xiàng)目2023年展示的量子算法能將海嘯模擬計(jì)算時(shí)間從24小時(shí)縮短至3分鐘，精度提升至99.9%。該技術(shù)通過(guò)量子計(jì)算技術(shù)，模擬不同災(zāi)害情景下的海洋環(huán)境變化，為海洋防災(zāi)減災(zāi)提供了重要支持。腦機(jī)接口在災(zāi)害救援中的應(yīng)用：美國(guó)MIT開(kāi)發(fā)的“神經(jīng)救援系統(tǒng)”，2021年測(cè)試顯示可通過(guò)腦電波控制水下機(jī)器人完成海底管線維修。該技術(shù)通過(guò)腦機(jī)接口技術(shù)，提高救援效率，為海洋防災(zāi)減災(zāi)提供了重要支持。5G通信技術(shù)能夠在海洋環(huán)境中提供高速率、低時(shí)延的通信服務(wù)，為海洋防災(zāi)減災(zāi)提供更加可靠的通信保障。例如，中國(guó)電信開(kāi)發(fā)的“海洋5G通信系統(tǒng)”，2023年成功在南海部署，為海洋防災(zāi)減災(zāi)提供了重要支持。國(guó)際合作與政策建議國(guó)際合作與政策建議是海洋防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)未來(lái)展望的重要組成部分，其主要功能是推動(dòng)國(guó)際社會(huì)在海洋防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域的合作，共同應(yīng)對(duì)海洋災(zāi)害的挑戰(zhàn)。例如，聯(lián)合國(guó)海洋法法庭2023年發(fā)布的《海洋災(zāi)害合作公約》，確立跨國(guó)數(shù)據(jù)共享和責(zé)任分擔(dān)機(jī)制，為全球海洋防災(zāi)減災(zāi)提供了重要支持。技術(shù)倫理與可持續(xù)發(fā)展技術(shù)倫理與可持續(xù)發(fā)展是海洋防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)未來(lái)展望的重要組成部分，其主要功能是推動(dòng)海洋防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，確