今天,,“雪龍2”號(hào)結(jié)束了在澳大利亞霍巴特港的??垦a(bǔ)給,,開始一路往北踏上回程。部分考察隊(duì)員已搭乘航班回國,,預(yù)計(jì)“雪龍2”號(hào)今年6月返回上海,。
中國在南極設(shè)有五個(gè)考察站,包括長城站,、中山站,、昆侖站、泰山站和秦嶺站,。在今年的南極考察中,,科考隊(duì)員們進(jìn)行了不少新的科研嘗試。在南極中山站,,首次開展了極地高影響天氣綜合觀測試驗(yàn),使用我國自主研發(fā)的氣象探測儀器,,構(gòu)建了極地高影響天氣測量平臺(tái),。
南極洲的高影響天氣以極端性、快速變化和局地性強(qiáng)為特征,,主要包括云霧,、暴風(fēng)雪、下降風(fēng),、強(qiáng)湍流,、重力波及極端溫度波動(dòng)等??瓶缄?duì)員的主要任務(wù)是將自主研制的可見光-紅外聯(lián)合測云儀,、球載云粒子成像測量儀、降水粒子三維成像測量儀和重力波溫度光譜成像儀等架設(shè)在中山站天鵝嶺地區(qū),,構(gòu)建極地高影響天氣測量平臺(tái),。
通過這次南極科考,發(fā)展出了一套規(guī)范化的極地氣象儀器試驗(yàn)流程和性能探測的評(píng)估方法,,保證了極地氣象儀器穩(wěn)定可靠工作,。多年來我國依托南極中山氣象臺(tái)開展了氣象-輻射-雪冰要素綜合觀測試驗(yàn)和臭氧及大氣成分觀測,但探測和大氣綜合試驗(yàn)?zāi)芰ο鄬?duì)薄弱,,尤其是對(duì)云,、降水,、重力波等關(guān)鍵要素的觀測能力不足。在南極開展高影響天氣觀測,,除了要保證自研儀器的技術(shù)領(lǐng)先外,,還需要考慮南極極端低溫與強(qiáng)風(fēng)等惡劣天氣條件下的儀器環(huán)境適應(yīng)性。
為了保證自研儀器的穩(wěn)定可靠運(yùn)行,,構(gòu)建了集數(shù)據(jù)傳輸,、運(yùn)行監(jiān)控和性能評(píng)估于一體的極地氣象觀測平臺(tái),并引入了數(shù)字孿生虛實(shí)融合系統(tǒng),。數(shù)字孿生系統(tǒng)能為氣象儀器提供實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警,、故障診斷與排查等功能,支撐高影響天氣觀測試驗(yàn),。通過極地高影響天氣測量平臺(tái)的長期觀測,,將獲取大量精細(xì)化的云、降水和重力波等天氣資料,,應(yīng)用到云物理,、降水物理研究以及數(shù)值預(yù)報(bào)模式中,能夠有效提升預(yù)報(bào)水平,,最終支撐極區(qū)航空保障,、天氣預(yù)報(bào)和氣候分析研究。
除了中山站,,今年我國科研人員還在南極昆侖站進(jìn)行了一系列站區(qū)建設(shè)相關(guān)的科研項(xiàng)目,。南極昆侖站是我國在南極內(nèi)陸設(shè)立的海拔最高的考察站,目前已投入使用新一代極地科考增壓建筑,,幫助科考人員克服極端惡劣的氣候環(huán)境,。南極內(nèi)陸冰穹A地區(qū)是南極冰蓋的最高點(diǎn),因其獨(dú)特的地理位置和自然條件,,被公認(rèn)為是開展多項(xiàng)科學(xué)研究的最佳實(shí)驗(yàn)基地,,但也被稱為“人類不可接近之極”。昆侖站海拔4087米,,年平均溫度-52.5℃,,冬天最低溫度可達(dá)-83.1℃,含氧量僅為沿海的60%左右,,科考隊(duì)員面臨著極端低溫和高原反應(yīng)的雙重挑戰(zhàn),。
本次出征南極科考的主要任務(wù)是部署運(yùn)行自主研發(fā)的極地科考增壓建筑,在昆侖站營造一個(gè)“類平原環(huán)境”,,大幅改善居住和工作環(huán)境,,極大減輕了極端環(huán)境對(duì)科考隊(duì)員的生理損傷。新一代增壓建筑實(shí)現(xiàn)了更大空間和更完善的功能,能滿足本次昆侖站全體科考人員入住,,標(biāo)志著我國南極內(nèi)陸科考事業(yè)關(guān)鍵保障技術(shù)邁出了重要一步,。當(dāng)建筑加壓運(yùn)行后,室內(nèi)外氣壓差達(dá)到25千帕,,溫差可達(dá)110℃,,通過結(jié)構(gòu)和材料技術(shù)攻關(guān),實(shí)現(xiàn)了建筑的高強(qiáng)度,、高氣密性,、高保溫性和輕量化。同時(shí),,攻克了模塊化建筑快速拼裝和氣密性的難題,,實(shí)現(xiàn)了少人化快速拼裝,未來可以像拼積木一樣實(shí)現(xiàn)建筑規(guī)模上的拓展,。本次投運(yùn)的“極地科考增壓建筑”已順利完成多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)測試,,運(yùn)行安全穩(wěn)定,未來昆侖站還將持續(xù)推進(jìn)極地科考增壓建筑研發(fā)迭代升級(jí),。