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中國“雪龍?zhí)?rdquo;極地科考船。 |
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科考隊(duì)員準(zhǔn)備釋放探空氣球。 |
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科考人員在為“海翼號”入水作業(yè)做準(zhǔn)備。 |
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科考隊(duì)員在布放無人冰站。 |
歷時(shí)69天，縱橫1.25萬海里。近日，“雪龍?zhí)?rdquo;船載著中國第九次北極科學(xué)考察隊(duì)回到上海基地碼頭。本次科考完成了哪些主要任務(wù)?與之前進(jìn)行的北極科考相比，本次科考有哪些特點(diǎn)?將對認(rèn)識北極起到哪些推進(jìn)作用?這些無疑是人們非常關(guān)注的問題。
創(chuàng)多項(xiàng)北極科考紀(jì)錄
“前7次北極科考均以科學(xué)項(xiàng)目調(diào)查為主，第8次北極科考在業(yè)務(wù)化調(diào)查方面進(jìn)行了嘗試，而此次考察則是把業(yè)務(wù)化調(diào)查和科學(xué)項(xiàng)目調(diào)查進(jìn)一步緊密結(jié)合，推動(dòng)國家北極海域觀監(jiān)測網(wǎng)建設(shè)。”自然資源部第一海洋研究所副所長魏澤勛這樣概括第九次北極科考的顯著特點(diǎn)。作為本次科考的首席科學(xué)家，魏澤勛率領(lǐng)科考團(tuán)隊(duì)對預(yù)定北極目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行了重點(diǎn)考察。具體來說，科考團(tuán)隊(duì)在白令海、楚科奇海和北冰洋中心區(qū)域等，進(jìn)行了業(yè)務(wù)化調(diào)查，對海洋水文與氣象、海冰、海洋地質(zhì)、地球物理等環(huán)境要素的分布特征有了更加深入的認(rèn)知，為北極地區(qū)環(huán)境氣候等綜合評價(jià)提供基礎(chǔ)資料。
總結(jié)本次科考的成就時(shí)，科考隊(duì)領(lǐng)隊(duì)朱建鋼強(qiáng)調(diào)，本次科考雖然只有69天，是歷次北極科考中時(shí)間最短的，但創(chuàng)下了新的紀(jì)錄，即實(shí)施了88個(gè)海洋綜合站位和10個(gè)冰站的考察，冰站數(shù)量、冰基浮標(biāo)以及錨碇觀測平臺的布放量均為歷次北極考察之最。這從一個(gè)側(cè)面詮釋了中國北極科考的重點(diǎn)正在轉(zhuǎn)向打造北極觀監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、構(gòu)建國家極地業(yè)務(wù)化體系。
構(gòu)建天基、空基，地面、冰面、水下，全天候、立體化科考觀監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)是中國極地科考的宏偉目標(biāo)。目前，中國通過發(fā)射極軌衛(wèi)星已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對北極地區(qū)的全面觀測覆蓋。比如，風(fēng)云三號氣象衛(wèi)星曾監(jiān)測到北極上空部分地區(qū)出現(xiàn)了臭氧洞。為了加強(qiáng)對極軌衛(wèi)星數(shù)據(jù)的接收獲取能力，2016年12月，中國在位于北極圈內(nèi)約200公里的瑞典基律納航天中心建立了遙感衛(wèi)星北極接收站并投入使用。2004年7月，北極黃河科考站在挪威斯匹次卑爾根群島的新奧爾松建立，搭建了中國北極科考永久性科研平臺，具備了立體探測北極的有利條件。1999年以來，“雪龍?zhí)?rdquo;作為移動(dòng)科考平臺為中國科學(xué)家深入極地提供了得天獨(dú)厚的條件，但遺憾的是只能在夏季進(jìn)入極地，進(jìn)行短期現(xiàn)場科考。
“海翼號”北極深海首秀
工欲善其事，必先利其器。極地科考無疑是一國綜合科技能力的集中體現(xiàn)，擁有先進(jìn)的科考裝備制造能力是推進(jìn)極地科考取得更大成就和突破的重要基礎(chǔ)。近年來，中國在海洋科技和海工裝備制造領(lǐng)域取得了長足進(jìn)步，為中國極地科考事業(yè)提供了有力支撐。在第九次北極科考期間，一件重要的中國海洋科技裝備閃亮登場，完成了極地科考實(shí)戰(zhàn)首秀。它就是在太平洋馬里亞納海溝創(chuàng)6329米下潛深度紀(jì)錄的“海翼號”水下滑翔機(jī)。
7月28日5時(shí)23分，在白令海公海區(qū)域，考察隊(duì)員把“海翼號”水下滑翔機(jī)緩緩送入海中。它緩緩游動(dòng)，沒入深海，了無蹤跡。當(dāng)然了，它并不是茫無目標(biāo)地在深海中亂竄，而是根據(jù)給予的指令，一刻不停地工作。它通過調(diào)節(jié)自身浮力和姿態(tài)，在水中滑行，沿著類似一個(gè)個(gè)大型“V”字的軌跡，在水面到水下1000米處之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在此過程中，觀測監(jiān)測從表層到1000米深度處的海洋剖面，并將相關(guān)觀測數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星傳輸回國內(nèi)。1個(gè)多月后，“海翼號”完成了使命，成功回收。據(jù)測算，期間，它在水下自主航行了500海里，獲取了229個(gè)溫度、鹽度剖面，成功實(shí)現(xiàn)對白令海海盆和陸坡區(qū)連續(xù)、高密度觀測。
對“海翼號”在白令海的探測，魏澤勛表示，白令海是太平洋和北冰洋海水交換的必由之路，“海翼號”得到的相關(guān)數(shù)據(jù)將對研究北冰洋動(dòng)力環(huán)境和水文結(jié)構(gòu)具有重要意義。白令海峽作為“冰上絲路”的樞紐，“海翼號”在此海域的探測信息將進(jìn)一步完善相關(guān)數(shù)據(jù)，對將“冰上絲路”建設(shè)成溝通東西方的“黃金水道”具有很高價(jià)值。
自主裝備建設(shè)“無人冰站”
建立“無人冰站”，進(jìn)行全天候極地考察，彌補(bǔ)只能夏季短期進(jìn)入的缺憾一直以來是中國北極科考的任務(wù)之一，尤其對于第九次北極科考團(tuán)隊(duì)來說，這項(xiàng)工作更是重中之重。
什么是“無人冰站”呢?據(jù)中國極地研究中心極地海洋學(xué)研究室主任何劍鋒介紹，“無人冰站”是一個(gè)形象說法，是簡稱，其全稱是“北極海—冰—氣無人冰站觀測系統(tǒng)”，是“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)中“極地環(huán)境觀測/探測技術(shù)與裝備研發(fā)”項(xiàng)目的研發(fā)課題之一。這類觀測系統(tǒng)的特點(diǎn)是適應(yīng)北極極端環(huán)境，實(shí)現(xiàn)無人值守，自主運(yùn)行。其采集的數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星自動(dòng)傳回國內(nèi)，系統(tǒng)由大氣邊界層觀測子系統(tǒng)(氣象塔)，冰上主浮標(biāo)(海冰觀測子系統(tǒng))、副浮標(biāo)(上層海洋固定層位觀測子系統(tǒng))以及拖曳式海洋剖面觀測儀等4個(gè)子系統(tǒng)組成。
對中國科學(xué)家來說，在北極建設(shè)無人值守的觀測設(shè)備和“冰站”其實(shí)并不是新鮮事物。據(jù)報(bào)道，早在2008年，中國科考團(tuán)隊(duì)就開始在北極地區(qū)建設(shè)通過衛(wèi)星傳輸資料的自動(dòng)氣象觀測站。2016年，第七次北極科考期間，中國科學(xué)家曾建了6個(gè)短期“冰站”、1個(gè)長期“冰站”。然而，與以往相比，本次科考中建立的“冰站”的看點(diǎn)是首次布放自主研發(fā)的無人值守觀測監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對北極地區(qū)海洋、海冰、大氣3個(gè)界面多個(gè)環(huán)境參數(shù)的連續(xù)觀測和監(jiān)測，獲取完整的海冰生長消融過程中氣-海-冰相互作用的數(shù)據(jù)。
自主研發(fā)無人值守的冰站系統(tǒng)不易，在冰上安裝布放也很困難。由于氣候變暖，北半球夏季的北極海冰大面積消融，而建立冰站必須盡可能選擇面積較大、較堅(jiān)固的海冰，這就需要在有限的時(shí)間內(nèi)盡快遴選。這時(shí)，“雪龍?zhí)?rdquo;上的船載直升機(jī)就派上用場，升空盤旋，仔細(xì)來回偵察，選擇那些面積和厚度較大、裂隙較少的海冰。選定海冰之后，接著就是轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備和施工，雖然是北極的夏季，但是冰面上不僅異常寒冷，而且天氣多變，往往是狂風(fēng)、大雪、濃霧接踵而至。施工隊(duì)員克服重重困難，終于把設(shè)備安裝到位并進(jìn)行了成功測試。
