科学号返回青岛母港 海上移动实验室揭秘

2016-10-31 07:22:00 来源: 青岛早报 作者: 徐栋

  科学号返回西海岸母港 海上移动实验室揭秘

  

  科学号返回西海岸母港 海上移动实验室揭秘

  

  科学号返回西海岸母港 海上移动实验室揭秘

  原标题:“科学”号归来 创下多个“首次”

   昨返回位于西海岸新区的母港 我国科学家回收完整记录超强厄尔尼诺的海洋观测设备

  我国远洋综合科考船“科学”号30日完成为期40天的科考航次返回位于青岛西海岸新区的母港。本航次创造了多个国内“首次”,其中,回收我国首个“西太平洋深海压力逆式回声仪(PIES)观测阵”,其完整记录了厄尔尼诺现象开始、发生、结束的数据,这些数据将为科学解释厄尔尼诺的形成、发展,如何影响周围的海洋环境,以及对人类生存环境的影响有重大意义。

  三个国家项目的联合航次

  “回来啦!回来啦! ”昨天,在薛家岛码头,我国最先进的海洋科考船“科学”号结束调查任务靠港青岛。据悉,每次“科学”号扬帆起航,都能带回许多惊喜,本航次“科学”号更是完成多个“首次”。“科学”号科考船此次执行的是国家自然科学基金委2016年西太平洋开放共享航次项目、全球变化研究国家重大科学研究计划项目 “全球变暖下的海洋响应及其对东亚气候和近海储碳的影响”、中国科学院海洋先导专项 “热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响”三个项目的联合航次。

  基金委的西太平洋共享航次是基金委为了促进数据共享,专门拿出资金来支持那些没法出海研究的项目,数据共享下,许多项目就可以参与进来,一起出海做科学项目研究,这个项目最早开始于2010年。全球变化研究国家重大科学计划研究项目,是国家为了应对气候变化所设立的,今年是实施的最后一年。中国科学院海洋先导专项“热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响”,是中国科学院为了满足国家对海洋研究的各项需求,设立的海洋先导专项,专项的物理海洋方面就有2个多亿的研究项目,而该专项所取得的CTD(温度、盐度、深度剖面仪)的数据都是跟基金委的海洋共享项目一样分享的。

  记录厄尔尼诺现象海洋数据

  据中国科学院海洋研究所研究员袁东亮介绍,本次“科学”号首次在菲律宾海130度完成了全水深大断面调查。由于菲律宾海是全球大洋中最深的海洋,西太平洋本身就是全球最深的海盆,包括一些超过1万米的海沟,海底平面超过5000米。在这个全球最深的海盆,只有上世纪80年代时,美国科学家测过一次断面数据,但不完整。现在“科学”号完成了最新一次的断面数据采集,就可以比较这些年来,全球变暖情况下,深海热含量的变化情况。

  记者了解到,关于全球变暖海洋温度研究,目前世界上大部分研究数据都是海洋上层300米以上的数据。在“科学”号服役前,想测深海断面的温度数据非常不容易,因为仪器很难放到海底,此前的科考船曾经放过6000米的缆,但是水深只有2000米。而“科学”号上安装了最先进的五级定位系统,这个动力定位系统可以让“科学”号侧推、调整方向,根据钢缆的方位调整船的位置,测4800米的水深只用5000米的缆绳,几乎是直上直下的,省时省力。

  据中国科学院海洋研究所副研究员周慧介绍,在本次航行中最重要的工作之一,就是成功回收了三个PIES。这三个PIES是我们国家在深海大洋领域第一次放置PIES,分别在北纬8度、6度和4度,逆式回声仪是一种带有压力传感器的坐底式海洋观测设备,用来观测声学信号从海底到海面垂向传输时间及海底压力变化,测量海水的温度,用来测算海水高端变化,可用来反演海流变化及中尺度涡旋的传播。

  据介绍,西太平洋深海PIES观测阵建设始于2014年9月,由三个压力逆式回声仪设备组成,布放在西太平洋北赤道流及北赤道逆流区5000米深海域。其间,获取了西太平洋低纬度流系连续25个月的高分辨率定点观测数据,成功率达100%。由于布放区域位于厄尔尼诺发源地,成功观测了发生于2014年-2016年的超强厄尔尼诺事件,还捕捉到了超级厄尔尼诺向拉尼娜现象转变的数据,该区域为国际观测的空白区,所获取的数据对于研究这次超强厄尔尼诺事件的发生、发展机制具有重大意义,为准确预报厄尔尼诺现象提供重要支撑。

  “科学”号——

   海上“移动实验室”

  “科学”号海洋科考船长99.8米,型宽17.8米,总吨位4711吨,续航力15000海里,具有全球航行能力及全天候观测能力,作为我国未来10年至20年海洋科学考察主力船之一,在技术和建造方面整合了当前海洋基础科考多学科、多领域的先进装备和信息技术集成,被称为海洋上的“移动实验室”。

  本航次的多个“首次”

  ●实现了我国首次在深海大洋回收压力逆式回声仪

  ●首次在菲律宾海130度完成了全水深大断面调查

  ●我国自主研制的水下滑翔机首次实现自由作业

  ●首次获取了西太平洋全水深痕量元素采样

  ●首次通过高通量测序技术在西太平洋海域获取了超强台风“海马”过境前后微型及微微型真核浮游生物多样性样本

  收回PIES相当于大海捞针

  “这次收回PIES”并非是一帆风顺,期间也是充满了曲折,正常回收PIES需要大概1个多小时,但是由于海洋情况十分复杂,最长的一个PIES回收历时17个小时。 ”周慧告诉记者,整个PIES设备只有40厘米,所以说回收PIES设备相当于大海捞针。“这也是我们第一次在深海大洋放置回收PIES,设备建议在深夜回收,设备上的灯有利于发现,我们第一站在凌晨1点钟测算PIES,我们经过2个小时的测算,排除了海洋中的众多信号,在凌晨3点发射了回收命令,经过正常要求,大概需要1个小时20分钟就可浮出水面,但是到了凌晨4点半依然没法锁定目标,一直等到第二天早上8点都没有发现设备。 ”周慧告诉记者,技术人员立刻在回收方案里找解决办法,最后发现可以利用无线电技术来搜寻,因为PIES本身带有一个小的无线电发射器,发射高频信号,技术人员利用船上的无线电设备开始搜寻,因为无线电只能搜寻13公里的信号,而且无法确定方向,技术人员又利用锡箔纸排除法,来确定方位。 “我们的技术人员根据风速和海流信息进行测算,预估设备漂流到了哪里。”周慧说,大概确定寻找方位后结合无线电搜寻,终于经过2个小时的搜寻找到了。 “第三个PIES回收时又遇到了鱼群,在鱼群干扰下收到了大量的无效数据,我们测算了一整夜都没测算出PIES的位置,后来分析出可能是鱼群的原因,后来等鱼群过去后,我们才成功回收了设备。”周慧说。

  此外,我国科学家还在这个航次进行了三个国产水下滑翔机的海试。“由我国自主研制的三个水下滑翔机共在水中航行48天,其中最长的一个连续航行了19天,并且全部回收成功。 ”袁东亮说,“这说明我国自主研制的水下滑翔机具备大规模使用的条件。 ”(记者 徐栋)

初审编辑:王晓亮

责任编辑:刘美显

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