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(guó),,預(yù)計(jì)“雪龍2”號(hào)今年6月返回上海,。
中國(guó)在南極設(shè)有五個(gè)考察站,,包括長(zhǎng)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(cè)試驗(yàn),,使用我國(guó)自主研發(fā)的氣象探測(cè)儀器,,構(gòu)建了極地高影響天氣測(cè)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(cè)云儀、球載云粒子成像測(cè)量?jī)x,、降水粒子三維成像測(cè)量?jī)x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(cè)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(cè)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(lái)我國(guó)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(cè)試驗(yàn)和臭氧及大氣成分觀測(cè),但探測(cè)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(cè)能力不足,。在南極開展高影響天氣觀測(cè),,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(cè)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(cè)試驗(yàn),。通過極地高影響天氣測(cè)量平臺(tái)的長(zhǎng)期觀測(cè),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(guó)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(guó)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?jī)H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(yíng)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?yè)p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(guó)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(lái)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(cè)試,,運(yùn)行安全穩(wěn)定,,未來(lái)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)。