8月18日至22日, 由自然資源部組織的第九次北極科考隊, 完成此次科考重頭戲, 在北冰洋成功布放了一套無人冰站系統. 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' , 是 '十三五' 國家重點研發計劃重點專項 '極地環境觀測/探測技術與裝備研發' 項目的一個研發課題.
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, 但是當前, 各國利用破冰船考察北極, 主要集中在夏季這個有限的時間窗口, 導致對海冰春季融化, 秋季凍結等關鍵過程缺乏了解. 無人冰站正是為解決這一問題而設計的, 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.
通過無人冰站可以獲取北極冰區長期連續的數據, 這些數據將被應用於北極環境和氣候變化機理以及數值類比研究, 有利於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.
早在上世紀初, 我國科研人員就嘗試藉助海冰浮標收集數據. 從2008年起, 中國氣象科學院等單位開始在北極冰站布放氣象觀測等自動觀測設備. 在冰面上作業並非易事. 面對積雪, 寒風, 冰裂縫, 冰上融池甚至北極熊的威脅等, 安裝工作並不容易. 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.
同時由於夏季北極海冰一直在融化, 布放自動觀測設備往往需要選擇相對較完整, 有一定厚度的海冰. 即便如此, 在北極布放無人觀測設備仍有較大的風險. 以往北極浮冰上布放的自動觀測設備一般存活期在半年至一年不等.
面對難題, 考察隊選擇不同區域的海冰開展了兩次布放工作. 19日9時左右, 第一次現場布放工作圓滿完成. 21日, 隊員們再次布放無人冰站, 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.
據介紹, 此套無人冰站的A型樣機為海洋運動剖面子系統, 側重於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, 側重於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.
現場布放工作結束後, 國內已經收到北極現場通過銥星傳回的即時觀測數據. 此次無人冰站系統的布放有望實現對北極海洋, 海冰, 大氣3個界面多個環境參數的無人值守觀測. 通過收集海—冰—氣界面多參數長期基礎環境數據, 可實現對北極海冰變化和海—冰—氣相互作用機理的深入研究.
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