特稿︰中國北極冰站觀測邁入“無人時代”

來源︰新華社作者︰申鋮責任編輯︰楊紅
2018-08-23 10:42

(第九次北極科考)特稿︰中國北極冰站觀測邁入“無人時代”

新華社記者申鋮

“確認!無人冰站順利完成布放!”中國第九次北極科學考察隊首席科學家助理雷瑞波在風雪中難掩興奮。

18日至22日,由中國自然資源部組織的第九次北極科考隊,在北冰洋首次成功布放中國自主研發的無人冰站系統,標志著中國北極冰站觀測邁入“無人時代”。

首套無人冰站系統順利布放

針對此次北極科考冰站作業的重頭戲——布放首套無人冰站系統,考察隊選擇不同區域的海冰開展了兩次布放工作。

北京時間18日凌晨4時起,雷瑞波及其他數十名考察隊員開始布放工作。隊員們用雪橇把設備運送到布放地點,然後把種類繁多的部件整理妥當,再在冰面上鑽不同尺寸的安裝孔,將一個個零部件進行安裝和調試。

“我們布放的這套無人冰站包括A型和B型兩種樣機,共4個子系統,因此進行準確布放並不輕松。”雷瑞波說。

在冰面上作業並非易事。隊員們腳踩積雪,面迎寒風,還得提防著潛伏的冰裂縫、冰上融池甚至北極熊的威脅。此外,北極地區天氣多變,時而大雪、時而濃霧、時而狂風,給布放作業增添了很大難度。

記者在現場看到,由于很多精細的工序需要裸手操作,部分隊員的手凍得失去知覺;在冰面上鑽孔時,涌上來的冰水瞬間就將鞋褲浸濕;由于工作需要,不少隊員只能長時間跪、躺甚至趴在冰面上進行作業。

北京時間19日9時左右,現場布放工作全部結束。隊員們開始通過便攜電腦和銥星電話確認觀測數據是否傳輸成功。

“國內已經收到觀測數據了!”考察隊員楊望笑感嘆道,“確認數據就像確認考試成績一樣緊張。”隨著4個子系統的觀測數據全部得到確認,第一次無人冰站的布放工作圓滿完成。

21日,隊員們再次布放無人冰站,有了第一次的經驗,此次布放工作只用了約7個小時便全部完成。22日,隨著觀測數據再次確認成功,中國首套無人冰站布放工作圓滿完成,中國北極冰站觀測由此翻開新的一頁。

提高北極環境變化監測能力

此次布放的無人冰站,全稱為“北極海-冰-氣無人冰站觀測系統”,可以實現對北極的海洋、海冰、大氣3個界面多個通量的無人值守觀測。

當前,各國利用破冰船考察北極,主要集中在夏季這個非常有限的時間窗口,導致對海冰春季融化、秋季凍結等關鍵過程缺乏了解,而這些過程對了解海冰變化極為關鍵。

“研究北極海冰變化和海-冰-氣相互作用機理,需要海-冰-氣界面多參數長期基礎環境數據,無人冰站正是為解決這一問題而設計的,”雷瑞波說,“尤其科考船不在北極科考時,無人冰站的相關觀測是一個非常有效的補充。”

雷瑞波表示,通過無人冰站可以獲取北極冰區長期連續的數據,這些數據將被應用于北極環境和氣候變化機理以及數值模擬研究,有利于提升對北極環境和氣候變化的監測能力,提高對北極海冰快速變化的預測精度。

此外,作為國際漂流冰站計劃(MOSAiC)的參與方之一,中國將全力參與MOSAiC北極國際聯合觀測計劃。屆時,無人冰站系統也將作為主要海冰觀測技術與重點裝備之一,于MOSAiC項目期間在北極布放。

“中國制造”實現多項技術突破

如今,在中國的極地科考中,越來越多“中國制造”的考察裝備在水下觀測、冰情監測等方面嶄露頭角。此次布放的無人冰站也不例外。

“這套無人冰站是我國自主研發的,能夠觀測到較為全面的要素。此外,考慮到北極惡劣的自然環境和有限的布放保障支持,我們設計了由A、B兩型樣機共4個子系統組成無人冰站的方案,這些在國際上並無先例。”雷瑞波說。

據考察隊員袁卓立介紹,此套無人冰站的A型樣機為海洋運動剖面子系統,側重于觀測上層海洋季節變化及其對海冰的影響;B型樣機包括大氣邊界層觀測子系統、海冰觀測子系統和上層海洋子系統,側重于觀測天氣過程對海冰和上層海洋的影響。

此外,這套無人冰站還包含了多項自主研發的核心技術,如海冰內部光輻射長期觀測技術、冰面風速觀測防凍雨技術和冰下拖曳剖面長期觀測技術等。

“此次在北極布放的試驗樣機計劃應用1年以上。我們將總結相關技術和布放經驗,對無人冰站試驗樣機進行進一步優化,設計並研制工程樣機,希望可以盡早實現應用和推廣。”袁卓立說。

今年7月20日,中國第九次北極科考隊乘“雪龍”號從上海出發,開啟2個多月的科考征程。

“曾經,我們布放國外購置的浮標;如今,我們成功布放了自主研發的無人觀測系統。前瞻未來,相信會有更多‘中國制造’的考察設備為極地科學研究提供更有力的手段。”考察隊首席科學家魏澤勛說。

(新華社“雪龍”號8月22日電)

輕觸這里,加載下一頁