从中国上海出发多久才能抵达肯尼亚的蒙巴萨港？小编来告诉你，坐船只要20天……
是不是被吓了一跳！
当然了，这有赖于先进的技术和装备，以及细致的地图和天气预报。
▲ 郑和 （小编膜拜中……）
但你有没有想过，600多年前，郑和统帅着当时世界上最恢宏的船队，历经28年，多达7次远航，出访36个亚非国家，完成史无前例的郑和下西洋航海活动。（欢呼呐喊ing……
）
而在这段光辉历史下，你会不会有这样的疑问：
郑和船队是如何劈风破浪的探索海洋?
又是如何巧妙的规避海洋风险，精确掌握航线？
船队依靠什么动力完成数万公里的航行？
…………
足迹遍布东南亚、印度洋、阿拉伯半岛及非洲西海岸
就在近日，南京信息工程大学董昌明教授团队出版的专著《郑和下西洋中的海洋学》，首次从海洋气象学角度研究郑和下西洋。团队试图利用数值模拟技术重演郑和航行的风貌海况，分析并验证郑和的航线与航行计划，从而解开600年前那次壮举中的一个个迷团。
木船布帆远洋航行？ 先看技术到底如何？
众所周知，在郑和远洋百余年之后，欧洲航海家们才开始他们的大海探索之旅。但当时他们仍是一群不要命的“疯子”，因为那时的造船技术和航海装备，用今天的眼光来看实在是太简陋。
凿木为船，扯布为帆，这装备真能完成数万公里的远洋航行吗？来看看当时世界排名NO·1的高科技海船，郑和宝船！（灯光、音响在哪里？
）
据《明史·郑和传》记载，郑和航海宝船最大的长148米，宽60米，是当时世界上最大的木帆船。船有四层，船上九桅可挂十二张帆，锚重有几千斤，要动用二三百人才能启航。
唐代，中国就发明了“水密隔舱”船舶结构，提高了船舶的抗沉性和远航的安全性，至今仍是船舶设计中重要结构形式。到了明代，已经产生沙船、广船、福船三种船型。郑和下西洋时所使用的宝船正是采用了福船船型。
科学家推断，郑和宝船采用的是福船船型，尖底、吃水深、船体高大、操纵性好，排水量有2500多吨。而从动力上看，郑和对硬帆与旋转橹这两种驱动模式进行了独特的设计和精巧的改进，使船不仅能够更有效地利用多面来风，也可以在无风时保持相当航速，还不惧在狭窄港湾拥挤的水域航行。
硬件设施跟上了，就能进行远洋航行吗？还差的远，别天真了……
其他配套设施及技术也要跟上才行。探明水情、确定航路、绘制海图、招募水手……还有一系列问题需要郑和去解决。
根据史料记载，在下西洋之前几年，郑和就作了探清航路、召募航海人才、研讨地文和天文导航技术等大量准备工作。
这还没完，他还趁出使东南亚和日本的机会，巡视东亚海面，熟悉航路，累次校正针路，牵星图样，海屿水势……
说到这只想给郑船长一万个赞！
《郑和航海图》中，保存了大量关于航海路线、历程、沿途海流、水深、礁石分布、停泊地点以及指南针、天文导航的丰富资料。郑和在航行时使用了“过洋牵星术”和“海道针经”，这在当时是最先进的航海导航技术。
除此以外，计程仪、测深仪等航海仪器，海图、针路簿等航海地图都是当时先进航海技术的表现。可见这支舰队在硬件、软件、各方面细节都是十分到位的。
巧用季风和洋流，为老祖宗们点赞！
（季风全球季节分布图 a冬季 b春季 c夏季 d秋季）
没有现代机械化动力装备，六百多年前，郑和是如何驱动数千吨的大船航行的？
“郑和船队的航行动力主要来自季风活动”，董昌明解释道，“郑和七下西洋所经过的地区都是全球显著的季风区，风向的季节变化不仅驱动了帆船，还带动了海流的变化，为航行提供了动力。”
这里科普一小下，季风的英文“monsoon”最早来源于西亚擅长航海的阿拉伯民族。我国古代沿海地区也有类似的称呼，这意味着在夏季风盛行的期间，其他地区的船只凭借着偏南的季风到达了中国。同时又因为季风的风向在夏季和冬季是完全相反的，因此到冬季风盛行的时候，偏北的季风又能推动船只返程。所以善用季风，也就为远航提供了巨大的自然动力。
为了验证郑和团队对海况风貌的准确把握，团队选取了历史资料较为充实、航线较为绵长的第六次航行进行史实重建，将途经的东海、南海、马六甲海峡、印度洋区域、非洲沿海区域等分为23个框区，逐一分析论证了框区内的海气状况，原创性地再现了郑和下西洋的海上经历。
郑和船队航行往返的时间一般为一年半，而他航行所利用的四种季风之间的转换也刚好是一年半。“所以郑和船队早就对季风的规律了然于心，1421年船队于3月初从江苏太仓出发，就是在等东北季风助力南下福建，风速能达4～5m/s。”董昌明说。
然而我们不禁会有一个疑问？稍微近一点的地方还能通过前人的资料记载获取季风信息，而在遥远的海域，郑和还能精确测算季风吗？
“对于阿拉伯海域这种比较远的地方就只能通过季风的辐射区域大胆假设、小心前行了。” 董昌明说。通过分析，当时郑和团队很有可能认为阿拉伯海域的气候条件跟东海类似，并根据东海的气候条件做出航海计划。
除了季风推动郑和船队前行外，海流和波浪也起着不可小觑的作用。如在第六次航行时，郑和选择春季出发，此时长江冲淡水向东南方向延展，同时江苏沿岸的表层流由北转向东，有利于船舶自北向南起航。
“小冰期”突然袭来 天朝远航戛然而止
为了更好地还原600多年前郑和下西洋过程中的海况，董昌明团队尝试通过数据分析，复原距今久远的明朝的海洋状况。
经过多次的讨论与尝试，团队利用气候态数据资料进行模式推演，分析了区域海洋地貌、海洋温度、盐度、潮汐以及大环境海洋环流、气候系统的影响作用，最终实现了郑和航行的风貌海况重演。
“前人有研究认为1400年前后我国就开始进入寒冷时期，所以我们认为小冰期对郑和下西洋产生了影响。”董昌明说。
这里还有讲一下，所谓“小冰期”，也称明朝小冰期，指的是明朝末年以后、清代康熙年间年平均气温明显低于长时期数值，夏季大旱、大涝相继出现，冬季气温骤降的气候状态。《明史·五行志》与《清史稿·灾异志》等文献中都提及，当是上海、江苏、福建、广东等地暴雪，甚至出现长江结冰的情况。
寒冷骤然加剧，粮食产量骤降。北方的酷寒使降雨区域普遍南移，这导致了明朝全国各地连年遭灾。这样长时间和高密度的灾害极度削弱了国力。当然我们的远洋航行也必然受到其影响。
南京信息工程大学海洋科学学院董昌明教授
研究人员利用过去1200年间的气温数据，对每一年的温度进行滑动平均，采取局部回归的稳健形式，做出了全球异常气温变化情况图。
可以看出，在1400年前后有一个明显的温度降低的变化。“说明在郑和下西洋的时间段里，气候条件确实较差，航行条件十分艰苦。”董昌明解释，同时郑和选择沿岸航行而非穿越大洋，除受政治文化因素等因素影响外，推测也可能和海温较低有关。
先人们的不断努力，才铸造了这段波澜壮阔的历史，再次向他们致敬！
本文转载自“科技日报”微信公众号，作者：林雯 余洋 张晔。文中图片除注明外均来自网络
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（本文编辑：刘四旦）
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