探寻北极冰雪厚度

 

来源:中国海洋报  发布时间:2016-12-21  [打印本页] [关闭窗口]

    曹勇和王明峰根据冰站现场情况,在海冰上划出一个几十平方米大小的区域,以5米为间隔,使用海冰探地雷达测量海冰和积雪的厚度。

 

    曹勇介绍说,该海冰探地雷达是目前世界上功能最强大和配置最灵活的地质雷达系统之一,主要由采集器、天线和控制器3部分组成,可用于基岩深度、浅层地质勘测、冰川、潜水面、冰雪厚度、地下不同深度埋设物等的探测。还可以用于考古。

 

    由于雷达天线的不同,海冰探地雷达探测的深度和精度有所区别。此次,考察队员使用了两种天线,分别对长期冰站和短期冰站的积雪和海冰厚度进行了测量。其中,250兆赫系统天线探测的典型海冰厚度约为5米,时窗宽度为100纳秒,采样间隔0.4纳秒,适用于测量海冰厚度;1000兆赫的天线时窗宽度更大,采样间隔更短,测量深度较浅,精度却更高,多用于积雪厚度的测量。

 

    在全球变暖的背景下,北冰洋海冰快速减退,引起海冰减退的主要因素是动力学因素和热力学因素。其中热力学因素包括太阳辐射的直接加热,海洋暖平流对冰底的融化、太阳辐射加热表层海水导致的海冰侧向融化等多个方面。

 

    曹勇说:“利用海冰探地雷达的网格化测量,对一定空间范围的积雪和海冰的厚度分布状况进行对比观测,可为定量估算海冰对太阳辐射的吸收作用提供的数据支持,对于研究全球气候变化和北极海冰快速减退具有重要意义。”

 

    “遛狗”不简单

 

    虽然是第一次参加北极考察,但曹勇对极地并不陌生。从2005年起,她便开始从事极地上层海洋海水结构研究。在曹勇看来,此次北极之行感触最深的就是现场作业的不易。“就拿‘遛狗’来说,看似简单其实不然,使用雷达时必须把采集器紧贴雪面,这对队员间配合的默契度要求很高,不能光动手,眼睛、脚都要跟上。”曹勇说。

 

考察队员正在使用海冰探地雷达测量冰雪厚度

 

    在崎岖不平的海冰上,曹勇拽着雷达在前面引路,不时弯下身子,检查设备是否紧贴雪面。王明峰紧跟在曹勇后面,抱着控制器实时测量海冰冰下地形地貌数据。

 

    “在北极恶劣的环境下,科考仪器设备故障不断,这就要求队员除了作业外,还要对现场作业情况进行详细记录,以便为后续研究提供参考。”曹勇说。

 

    每走一趟都是一次考验

 

    本次考察期间,曹勇和王明峰共使用海冰探地雷达开展了7次测量作业,每一次都是对他们意志力的考验。两名队员肩负几十公斤重的设备,沿着划好的路线,深一脚浅一脚地向前挪动。腿累得直抽筋,肩膀像被灼伤一样火辣辣的疼,汗水浸透了衣裤,双脚被冻得失去了知觉……尽管王明峰替曹勇分担了不少工作,但她还是觉得背囊重如千斤。

 

    雷达由许多小部件组成,每次作业都要重新安装,王明峰为了方便操作,时常摘下手套组装设备,并对雷达进行参数设置。等到这些全部就绪,王明峰已经冻得脸色发白。

 

    “这点苦还能扛得住,不算啥。”每次说到工作的艰苦,王明峰总是轻描淡写。这个1993年出生的大男孩,一米八多的大个儿,浓眉大眼,笑起来十分阳光。

 

    北极恶劣的自然环境给作业带来许多困扰。对队员们来说,最艰苦的就是冰站作业遇上大风,即便穿上了防寒服,十来分钟也会被吹透。曹勇总结出一个保暖的方法,那就是干活。“冰站作业时不能让自己闲下来,要一直干活,干活就会出汗,这样身体就暖和了。”

 

    曹勇说,虽然工作很累,但能为北极考察做一点贡献,再辛苦也值得。