來源:央視新聞客戶端
今天(28日),執(zhí)行第41次南極考察隊南極羅斯海聯(lián)合航次的“雪龍2”號結(jié)束了在澳大利亞霍巴特港的停靠補給,開始一路往北踏上回程。部分考察隊員已搭乘航班回國。預(yù)計“雪龍2”號今年6月返回上海。
我國在南極有五個考察站,包括長城站、中山站、昆侖站、泰山站、秦嶺站。在今年的南極考察中,科考隊員們進行了不少新的科研嘗試。在南極中山站,今年首次開展了極地高影響天氣綜合觀測試驗,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。
首次開展極地高影響天氣綜合觀測試驗
據(jù)了解,南極洲的高影響天氣以極端性、快速變化和局地性強為特征,主要包括云霧、暴風(fēng)雪、下降風(fēng)、強湍流、重力波及極端溫度波動等。
今年,科考隊員的主要任務(wù),就是將自主研制的可在極區(qū)使用的可見光-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。

中國第41次南極考察隊隊員 祁威:也是首次開展相關(guān)國產(chǎn)儀器的數(shù)字孿生極地試驗。通過這次南極科考,我們發(fā)展出了一套規(guī)范化的極地氣象儀器試驗流程和性能探測的評估方法,保證了極地氣象儀器穩(wěn)定可靠工作。
提升對云、降水、重力波等
關(guān)鍵要素觀測能力
祁威介紹,多年來我國依托南極中山氣象臺開展了氣象-輻射-雪冰要素綜合觀測試驗,臭氧及大氣成分觀測,但探測和大氣綜合試驗?zāi)芰ο鄬Ρ∪?,尤其是云、降水、重力波等對航空保障有重要影響的關(guān)鍵要素觀測能力不足。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風(fēng)等惡劣天氣條件下的儀器環(huán)境適應(yīng)性。

中國第41次南極考察隊隊員 祁威:為了保證自研儀器的穩(wěn)定可靠運行,我們構(gòu)建了集數(shù)據(jù)傳輸、運行監(jiān)控和性能評估于一體的極地氣象觀測平臺。此外,為了提高研發(fā)效率和質(zhì)量、降低運維成本,我們還引入了數(shù)字孿生虛實融合系統(tǒng)。在極地高影響天氣測量平臺建成后,數(shù)字孿生系統(tǒng)能為氣象儀器提供實時監(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。

提升預(yù)報水平
支撐極區(qū)航空保障能力
據(jù)了解,通過極地高影響天氣測量平臺的長期觀測,將獲取大量精細(xì)化的云、降水和重力波等天氣資料。將這些天氣資料應(yīng)用到云物理、降水物理研究,以及數(shù)值預(yù)報模式中,能夠有效提升預(yù)報水平,最終支撐極區(qū)航空保障、天氣預(yù)報和氣候分析研究。
增壓建筑升級
南極高點打造平原生活環(huán)境
除了中山站,今年,我國科研人員還在南極昆侖站進行了一系列站區(qū)建設(shè)相關(guān)的科研項目。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,昆侖站已投入使用了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)
“人類不可接近之極”
南極內(nèi)陸冰穹A地區(qū)是南極冰蓋的最高點,因其獨特的地理位置和自然條件,被公認(rèn)為是開展冰川學(xué)、天文學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、大氣科學(xué)、空間物理學(xué)等領(lǐng)域科學(xué)研究的最佳實驗基地。同時,因為極端惡劣的氣候環(huán)境,也被稱為“人類不可接近之極”。

南極昆侖站海拔4087米
年平均溫度-52.5℃
中國南極昆侖站就屹立在冰穹A地區(qū),海拔4087米,年平均溫度-52.5℃,冬天最低溫度可達-83.1℃,含氧量僅為沿海的60%左右,科考隊員面臨著極端低溫和高原反應(yīng)的雙重挑戰(zhàn)。

中國第41次南極考察隊隊員 葉智武:本次出征南極科考的主要任務(wù),是部署運行自主研發(fā)的極地科考增壓建筑,在昆侖站營造一個“類平原環(huán)境”,就像一個空間站,隔絕外部環(huán)境,建立獨立的環(huán)境控制系統(tǒng),大幅改善居住和工作環(huán)境,極大減輕了極端環(huán)境對科考隊員的生理損傷。
新一代增壓建筑
空間更大功能更完善
葉智武介紹,此前的第一代極地科考增壓建筑,是一個類似于集裝箱的單艙,曾隨第40次考察隊來到這里,用于考察保障和實驗測試。而這次實現(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,極大改善了第41次南極昆侖科考隊員的居住環(huán)境,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。

中國第41次南極考察隊隊員 葉智武:當(dāng)建筑加壓運行后,室內(nèi)外氣壓差達到25千帕,溫差可達110℃,普通建筑的強度和保溫性能遠遠達不到我們的要求,我們通過結(jié)構(gòu)和材料技術(shù)攻關(guān),實現(xiàn)了建筑的高強度、高氣密性、高保溫性和輕量化。同時,我們還攻克了模塊化建筑快速拼裝和氣密性的難題,實現(xiàn)了少人化快速拼裝,我們通過設(shè)置預(yù)留接口,來年,可以像拼積木一樣,實現(xiàn)建筑規(guī)模上的拓展。

本次投運的“極地科考增壓建筑”已順利完成多項實驗測試,運行安全穩(wěn)定。未來,昆侖站還將持續(xù)推進極地科考增壓建筑研發(fā)迭代升級。
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