国产科学仪器设备助力极地科考

2024年09月27日 08:38:52 人气: 131 来源: 化工仪器网

　　南极洲的地理位置比较独特，因而对该地的科学研究程度较低。但由于它所处的特殊地理位置，科学探索上的独特条件，自然资源的巨大潜力，近几十年来引起各国政府和科学界的高度重视。

　　为了深入研究这些冰雪覆盖区域对全球气候的影响，科学家们展开了多次科考任务。中国气象科学研究院的研究团队不仅参与了这些任务，还自主研发了便携式雪粒径测量装置和雪硬度计，以更精确地测量雪粒径与雪的硬度，为全球气候研究提供了重要数据支撑。

　　以雪粒径为例，其参数在不同区域存在非常大的差异。雪粒径指的是雪的光学等效直径，是影响雪面反照参数的重要因素之一。雪粒径的大小直接影响到可见光、近红外和微波波段的反照率和吸收率，而雪面的反照率在全球气候系统中发挥着重要作用，因此，准确掌握雪面和雪层的雪粒径信息至关重要。

　　此前，测量雪粒径常用方法是通过摄像拍摄雪面和雪层的图像，有经验的观测者通过与标准尺子比较从而得出雪粒径。但这种方式太过于依赖观测者自身及拍摄条件，具有测试时间长、人为因素影响大、主观性强等缺点，因此迫切需要一种可以快速测量雪粒径的手段。

　　中国气象科学研究院极地与气候变化研究所所长、研究员丁明虎带领团队发明的便携式雪粒径测量装置，通过漫散射原理，获得雪面反射率，再结合雪面密度，可以间接测量冰雪的颗粒大小。这种方法更加快速、客观，可以在短时间测量同一区域或断面上不同点的雪反照率和雪粒径，从而了解雪粒径分布规律，更加深入地了解雪特性。

　　此外，在南极科考中要寻找适合搭建建筑或者开展作业的地方，还需要了解不同雪层的机械性能，雪的硬度测试便成了反映冰雪强度的重要指标。过去主要是采用人工判断的方法，通过监测探针触探反馈的手感判断冰雪质量，同样很容易受到主观因素干扰。

　　丁明虎团队自主研发的雪硬度计，采用精密电机驱动，测量部分使用了微机技术，可以同时测量冰雪硬度及其所处的深度。

　　雪硬度计自重非常轻，仅有10千克，方便携带，仪器还设置了数据锁存功能，在恶劣条件下也可简便操作，获得读数。不仅如此，考虑到雪硬度仪在低温环境下工作，团队还为仪器安装了可在低温环境工作的电池，使得低温下设备续航能力得到提升。

　　在第39次、40次南极科考中，便携式雪粒径测量装置和雪硬度计得到了充分检验。科考人员通过这两款仪器获取了大量南极雪质相关数据，为我国更加深入研究南极提供了有力支撑。同时，也为全球气候研究提供了重要数据参考。

　　素材来源：中国气象报社

关键词：科学仪器,极地科考

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