“祖国在召唤,再苦也要去”

第36次南极科考队员郝彤、乔刚细述考察故事

2020-06-05 14:52:52来源:海外网
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“考察队领导又在预定明年的海冰遥感探路了。”同济大学测绘与地理信息学院学者、第36次南极考察队队员乔刚说。这次“雪龙号”中山站第一次海冰卸货近一千五百吨,却只用了上次一半都不到的时间,同济大学测绘学院郝彤、乔刚两位老师所在的遥感团队提供的实时冰情提供了重要支撑。同时,无人机影像和无人机载探冰雷达等测绘利器在南极多项考察工作中发挥了重要的作用。

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乔刚、郝彤在中山站展示同济大学校旗

南极科考队为何发来传真电报感谢同济?

2019年12月16日,中国第36次南极科学考察队给同济大学发来传真电报,电文说:“中山站第一阶段卸货任务主要是卸运中山站、泰山站和固定翼飞机作业队的科考、保障和建设物资;同时,‘双龙探极’的‘雪龙2’号首航破冰,制定合理可行的船舶破冰航线和车队冰面运输路线至关重要。贵校测绘与地理信息学院团队基于遥感卫星数据,从考察队出发开始,连续提供实时冰情影像分析资料,规划破冰航线、运输路线,有效规避了密集冰山和冰裂缝,保证了冰上之路的安全、畅通。得益于他们的遥感无人机和冰雷达现场观测,考察队现场决策和作业‘耳聪目明’,优质高效地完胜南极考察第一场硬仗。”

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郝彤在放飞无人机

第二次参加南极科考的乔刚介绍说,第35次科考雪龙船选定的卸货地点距中山站44公里,来回一趟8小时;而第36次科考有了新入列的“雪龙2”号破冰,加上我们同济的遥感技术支撑,两艘船卸货点距离中山站只有10公里,卸货一趟来回只需2小时。“南极科考,费用高昂,时间就是最宝贵的财富。” 他说。

“在海冰厚度测量上,以往只是科考队员依靠经验打钻测量冰厚,由于测点稀疏,路线的整体安全性尚得不到完全保证。”郝彤教授介绍说,“而这次我们尝试通过大疆无人机搭载国产探冰雷达,克服南极磁场对无人机航测的干扰,对规划卸货路线进行了快速海冰‘体检’,极大地提高了海冰测量效率。和打钻实测对比发现,雷达冰厚数据较为准确,符合预期。”这种新方法还能应用到冰下裂隙的探查上。例如,在进入陌生区域前先用无人机载冰雷达探查一条安全的路线,规避危险的冰裂隙,保证科考人员和车辆物资的安全。

他是第一位进驻内陆泰山站的同济人

“同济有积极参与极地科考的传统。”郝彤说,这一次同济大学测绘学院就有3位老师进入第36次南极科考名单;在中山站度夏的70余人队伍中,有5名是同济人。3名同济校友分别是中国民航规划设计研究总院的温世强、中国极地研究中心的崔祥斌和祝标。

由于南极内陆气候恶劣,在中国历年南极科考中,进入内陆的科考队员总共不到200人,郝彤是第一位进入南极内陆科考的同济在职教师。内陆队2019年12月10日出发,经过6天的急行,15日傍晚抵达泰山站,在站工作54天后,历时7天于2020年2月14日顺利返回中山站。“出发那天,中山站的队友们专门来到出发基地为我们内陆队送行。我是第一次参加南极科考,出发之际兴奋而忐忑,现在回想起内陆泰山这段难忘的经历还是很激动。”郝彤说。10时许,17名内陆队员喝完壮行酒,分别驾驶3辆PB雪地车和4辆重型卡特车拖着26台雪橇载着300吨科考和基建物资出发。在耀眼的阳光下,车队在万古冰原上留下长长的车辙,朝着静谧、洁白深处进发。

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蓝天下的雪地车

“在内陆线上,为了保证各关键区域冰流速的正常持续观测,我们维护了历年来安装的3个角反射器,又安装了一个新的。”郝彤介绍说,冰盖上不同区域的降雪积累率和冰流速均不相同,通过角反射器进行冰流监测的方法最为准确,但也存在角反射器被掩埋丢失的可能,比如这次找到的一个较早安装的角反射器,找到时仅高出雪面10厘米,再晚来一个月它可能就被积雪湮没了,这个观测点也就没了。

“泰山站海拔2600多米,刚到站那会儿确实要悠着点,要逐步适应冰盖高原。”郝彤说。钢架、螺钉、白雪,蓝天,雪坎儿下面的撑柱下就是红衣上沾满白雪的挥锹人,那是刚上站的郝彤和他的队友们在奋力干活。他们要打开这早被积雪掩埋的入口,进入雪下能源栋去启动设备,从而“唤醒”在南极冬眠的泰山站主楼。在狭小的工作面上,大伙儿轮流上阵,躺在雪窝里弓着身一锹一锹清理积雪,如果有“南极熊”,那可能就是他们吧。洞内的白雪早已被晕染得粉红晶莹,不一会儿,轮换下来的郝彤坐在铲车翻斗沿上,大口大口地喘气。大风还在刮、粉雪还在吹,队员们还在一尺一尺往白雪深处掘进。

郝彤介绍,来内陆前老队员就提醒泰山站的风大,体感温度会再低十度,“你们要小心点,别冻着冻着就被吹跑了”。前往站区10公里外铺设光子测高卫星靶标油布,同样是在大风的日子。几十公斤的油布飘成了大海里悠长而又韵律感十足的浪阵,上下翻飞随风舞动,队员们只有顺之上下,寻找战机,说时迟那时快迎着风头的一名队员扑到雪地上压住布头,另一名队员紧接着扑上去压实,再一步步整理各部分。“油布是为了验证新型光子测高卫星测量的雪面高程而铺设的,规格是150米x5米,由多块组成,队长特别支持我们的科研活动,派出了7名队员协助铺设,不然我一个人真只能望风叹息了。”郝彤说,“我们人车并用(雪地车铲雪压住油布边缘),最终完成了铺设。第二天我们还在卫星过境前一个小时过来查看,清扫浮雪,最大程度地确保数据质量。”

“去一次南极确实不易,因此我格外珍惜这次机会,尽量多做一些工作。”郝彤说,他还在泰山站安装了一条目前中国在南极最大深度的能连续观测温度的温度链;利用无人机高精度航拍了泰山站周边冰雪环境;完成了内陆线的GNSS基站安装;开展了内陆线和泰山站站区的车载探冰雷达实验;进行了内陆热裂隙研究……“内陆队是支特别和谐、特别能吃苦的队伍,每一个人都很拼,特别是我们的机械师团队。清理能源栋入口,新能源微网系统的光伏板和风机安装、天文观测、油布铺设、站区环境整治等大家协同作战的情景,至今仍历历在目,仿佛就在昨天。”郝彤说,那些来南极十几次的前辈们,默默无闻地在极艰苦的条件下照样干出了令人惊叹的成绩。

“我们做了一个雪面机场”

“这次去南极,我们承担的任务比较多,像破冰航路、卸货路线、铺设测高卫星验证棱镜和靶标油布、拉斯曼丘陵精确控制测量、海冰融化无人机航拍等等,还做了一个雪面机场。”乔刚介绍。

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冰盖上布设卫星定标用的棱镜

“雪面机场离中山站28公里,以便起降‘雪鹰’601这样的轻型固定翼飞机。”乔刚说,航站楼构件到了南极,机械师不停歇地干了一个多月,橘红、明黄配雪、天色的窗户,两辆20多吨的卡特车把它拉到了机场,它就是我们的航站楼了。门一打开,两层的候机室宽敞明亮:两张长条桌,每张桌子配8把木椅,木黄色看起来很是温暖;二楼小小的休息室,一张木框青灰的海绵沙发。放眼望去,方窗外的天上铺满了棉花样的云彩。

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轻型固定翼飞机“雪鹰”

中山站环境状况如何?乔刚等开始了中山站所在的神洲湾区域和极地记录(Polar Record)冰川上游区域的雪冰环境调查。“雪地车、直升机是野外调查的交通工具。”乔刚介绍,5名队员齐心协力进行了雪冰表面地形和坡度、微地形以及雪冰光谱调查,雪冰表层密度测量、温度测量和冰流运动的现场花杆监测等。

乔刚说,我们通过GNSS基站提供的实时高精度定位信息,放飞无人机进行低空摄影测量,采集了冰盖表面的高分辨率无人机影像,制作了现场高精度的冰面地形图和高程坡度图,并绘制了冰面小尺度冰裂隙和冰坑等微地形分布图,获得了冰面地形坡度信息。还获取了光谱信息、冰芯样品。获取冰芯后,发现钻孔渗水迅速并很快溢满整个钻孔,推测是极昼的南极温度较高导致表面雪融化为水下渗造成的。

环境苦不苦?当然苦!乔刚说,“像中山站区域冰盖现场调查,上午冰盖上风大、温度低、紫外线极强,我们只有搭建一个帐篷,风大时进去躲躲,中午在里面午餐。”南极处处危机暗伏,必须时时高度警惕;温度极低,紫外线极强。更加上今年的疫情,原本2月10日回沪的行程,变成了4月23日才归国。“阻隔滞留南极期间,我们十分担心祖国、挂念亲人,那种煎熬语言难以形容。但是,能够参加南极科考也很光荣,就像我们极地科考的先辈鄂栋臣教授所说‘一个人一辈子能有几次能代表祖国啊’”!

“祖国在召唤,再苦也要去。”两位科学家表示。(贾孟杰 程国政 同济大学供图)

责编:张阳

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