杨宇航 科普时报记者 杨 雪
“极目一号”Ⅲ型浮空艇(5月12日摄)。新华社记者 姜帆 摄
5月15日凌晨,在海拔4270米的中国科学院珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站附近,随着充满气的白色巨型浮空艇以平均每分钟30米的速度缓缓升空,第二次青藏科考“巅峰使命”珠峰科考的浮空艇观测任务进入高潮。
此次执行观测任务的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,是我国自主研发的系留浮空器,长55米,高19米,体积9060立方米。它携带科学观测仪器进行垂直剖面和驻空观测,经过4个多小时升到9032米,超过珠峰高度,创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。
“极目一号”Ⅲ型浮空艇,用于观测海拔9000米高空大气组分垂直变化和传输过程,搭载了水汽稳定同位素分析仪以及黑碳、粉尘、甲烷或二氧化碳、风温湿压观测仪。
获得青藏高原海拔9000米高空的大气组分变化科学数据,可以研究、追踪区域水循环,为揭示“亚洲水塔”水的来源提供关键科学数据和理论基础,也可为全球变暖背景下青藏高原水—生态—人类活动链式变化应对策略提供重要的科学依据。
本次珠峰科考中,浮空艇团队人数最多,有60人左右。观测小组对采集的数据进行分析和研究,发放小组负责浮空艇的运行,包括安装和运输。在科考现场,浮空艇团队完成这项突破性工作总共需要1个月时间。
为什么要大费周折选择用浮空艇观测?因为浮空艇对环境的破坏最小,不会改变周边的风场和环境参数。
受第二次青藏科考队委托,中国科学院空天信息创新研究院自主研发了“极目一号”Ⅲ型浮空艇。
9000米高空的空气非常稀薄,风又大又乱,气温最低可达零下三四十摄氏度。“极目一号”Ⅲ型浮空艇要防止在干燥空气中可能产生的静电积累,电子元器件要适应低温低气压环境,还要抵抗每秒20米的大风。根据空气动力学特性,中国科学院空天信息创新研究院对艇体有相应的针对性设计。
对广袤、高海拔、复杂多变的第三极地区来说,浮空艇像在高空观测第三极环境变化的眼睛,将带来第三个维度的科学观测数据。