8月18日至22日, 由自然资源部组织的第九次北极科考队, 完成此次科考重头戏, 在北冰洋成功布放了一套无人冰站系统. 此次布放的无人冰站, 全称为 '北极海—冰—气无人冰站观测系统' , 是 '十三五' 国家重点研发计划重点专项 '极地环境观测/探测技术与装备研发' 项目的一个研发课题.
研究北极海冰变化和海-冰-气相互作用机理, 需要海-冰-气界面多参数长期基础环境数据, 但是当前, 各国利用破冰船考察北极, 主要集中在夏季这个有限的时间窗口, 导致对海冰春季融化, 秋季冻结等关键过程缺乏了解. 无人冰站正是为解决这一问题而设计的, 尤其科考船不在北极科考时, 无人冰站的相关观测是一个非常有效的补充.
通过无人冰站可以获取北极冰区长期连续的数据, 这些数据将被应用于北极环境和气候变化机理以及数值模拟研究, 有利于提升对北极环境和气候变化的监测能力, 提高对北极海冰快速变化的预测精度.
早在上世纪初, 我国科研人员就尝试借助海冰浮标收集数据. 从2008年起, 中国气象科学院等单位开始在北极冰站布放气象观测等自动观测设备. 在冰面上作业并非易事. 面对积雪, 寒风, 冰裂缝, 冰上融池甚至北极熊的威胁等, 安装工作并不容易. 此外, 北极地区天气多变, 时而大雪, 时而浓雾, 时而狂风, 给布放作业增添了很大难度.
同时由于夏季北极海冰一直在融化, 布放自动观测设备往往需要选择相对较完整, 有一定厚度的海冰. 即便如此, 在北极布放无人观测设备仍有较大的风险. 以往北极浮冰上布放的自动观测设备一般存活期在半年至一年不等.
面对难题, 考察队选择不同区域的海冰开展了两次布放工作. 19日9时左右, 第一次现场布放工作圆满完成. 21日, 队员们再次布放无人冰站, 只用了约7个小时便全部完成. 22日, 随着观测数据再次确认成功, 中国首套无人冰站布放工作圆满完成, 中国北极冰站观测由此翻开新的一页.
据介绍, 此套无人冰站的A型样机为海洋运动剖面子系统, 侧重于观测上层海洋季节变化及其对海冰的影响; B型样机包括大气边界层观测子系统, 海冰观测子系统和上层海洋子系统, 侧重于观测天气过程对海冰和上层海洋的影响. 此外, 这套无人冰站还包含了多项自主研发的核心技术, 如海冰内部光辐射长期观测技术, 冰面风速观测防冻雨技术和冰下拖曳剖面长期观测技术等.
现场布放工作结束后, 国内已经收到北极现场通过铱星传回的实时观测数据. 此次无人冰站系统的布放有望实现对北极海洋, 海冰, 大气3个界面多个环境参数的无人值守观测. 通过收集海—冰—气界面多参数长期基础环境数据, 可实现对北极海冰变化和海—冰—气相互作用机理的深入研究.
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