中國第九次北極科考冰上作業(yè)結束
“中國造”無人冰站首次在北極“上崗”

科考隊員正在布放無人冰站 攝影/本報記者 李巖

　　隨著最后一個短期冰站作業(yè)結束，8月25日，自然資源部組織的中國第九次北極科考(以下簡稱“九北”)冰上作業(yè)宣告順利完成，這也意味著雪龍船將正式調轉船頭開始南行駛離冰區(qū)?？瓶缄狀I隊朱建鋼稱：“‘九北’到達的最北端位于北緯84°48′，此行冰上作業(yè)基本完成了預先計劃的任務目標。”

　　從8月11日第一個短期冰站算起，歷時15天、跨越5個緯度，“九北”共開展9個短期冰站和一個長期冰站作業(yè)?？瓶缄犑紫茖W家魏澤勛告訴北京青年報記者，雖然在完成冰站作業(yè)后將開始返航，可是回程中還有很多其他調查工作，任務繁重。另外，冰上作業(yè)這15天里，常規(guī)斷面調查同時也是交錯進行的，“在溫度低、紫外線強、風大這樣的惡劣條件下，隊員們在極地冰區(qū)完成了海冰物理、冰面氣象、水文、光學、生物、化學等學科的多個作業(yè)項目。”

　　“和以往的北極科考相比，‘九北’冰上作業(yè)涉及的學科和種類沒有太大差別。”但科考隊首席科學家助理雷瑞波總結稱，這次冰上作業(yè)的一個顯著特點是加強了無人值守觀測系統(tǒng)的布放，包括3套自動氣象站、2套無人冰站、3個海洋剖面浮標、24個海冰物質平衡浮標、15套海冰漂移浮標等。“此次布放的無人觀測系統(tǒng)的數量創(chuàng)下歷次北極科考之最，并且其中大部分(約占80%)均為我國自主研發(fā)或集成。”雷瑞波說，這些將為研究北極地區(qū)氣、海、冰的相互作用過程及其對北極生態(tài)系統(tǒng)和海洋環(huán)境的影響提供有力支撐。

　　值得一提的是，在大量自主研發(fā)的系統(tǒng)中，首次成功布放的無人冰站觀測系統(tǒng)是當之無愧的明星產品。雷瑞波稱，該系統(tǒng)由4個子系統(tǒng)組成，通過對大氣、海冰、海水三個層面的連續(xù)觀測，可獲取完整的海冰生長消融過程中氣-海-冰相互作用的數據，“這對研究三者相互作用的機理至關重要，獲得的數據還可用來優(yōu)化海冰模式的參數化方案等。”

　　釋疑

　　自研無人冰站將解決什么難題？

　　22日，無人冰站觀測系統(tǒng)(無人冰站)布放完成?？瓶缄犑紫茖W家助理雷瑞波告訴北青報記者，這是“九北”行程中布放的第二套無人冰站，“目前兩套系統(tǒng)均運行正常，這意味著我國自主研發(fā)的無人冰站在北極首次布放成功。”

　　四套子系統(tǒng)組成“無人冰站”

　　“無人冰站”是指無人值守、可長期在冰上運行的觀測系統(tǒng)，其采集的數據通過衛(wèi)星自動傳回國內。

　　北青報記者了解到，這套觀測系統(tǒng)依托國家重點研發(fā)計劃，由自然資源部下屬的中國極地研究中心牽頭，自然資源部第一海洋研究所、中國氣象科學研究院、中國海洋大學等單位共同參與研發(fā)。

　　這套系統(tǒng)分別由大氣邊界層觀測子系統(tǒng)(氣象塔)、海冰觀測子系統(tǒng)(主浮標)、上層海洋固定層位觀測子系統(tǒng)(副浮標)和拖曳式海洋剖面觀測子系統(tǒng)四個子系統(tǒng)組成，計劃使用一年以上。

　　無人冰站安裝完成后，冰面上除了高達5米的氣象塔格外顯眼，其余幾個冰上浮標則十分“低調”。這些浮標連接著很多纜線和探測儀，布放成功后便被“埋藏”在冰面之下。

　　雷瑞波解釋稱，氣象塔觀測的是大氣和海冰之間的界面通量；主浮標所觀測的是積雪和海冰的一些參數，以了解它們的生長、消融過程；上層海洋固定層位觀測子系統(tǒng)主要是觀測冰下固定30米水深的海水溫度、鹽度等；拖曳式海洋剖面觀測儀通過纜線收放可在水中上下運動，每天獲取兩個剖面的海水溫度、鹽度等數據，其最大下潛深度為120米。

　　為什么要單獨設計固定層位的副浮標？雷瑞波說，副浮標不需要運動，其采樣頻率便可以設計得高一些，比如一個小時一次，“因為續(xù)航電量的限制，以同樣的標準去要求運動式觀測儀器顯然不現實，其被設計為一天運動兩次，采樣頻率要低很多。”