其它】  第 1034 期 2010-10-30
遥感技术为“雪龙号”导航
南京大学柯长青教授北极归来话科考
齐琦 程远州 点击:4006
【字号 】 【 关闭
  中国第4次北极科学考察队结束长达82天的科学考察,于9月20日载誉而归。南京大学地理与海洋学院的柯长青教授是江苏省唯一一位参加本次科考的科研人员。记者来到柯长青教授位于南大东北楼的办公室,见到他和他的学生正在整理分析从北极带回来的“宝贝”———10000多条、数据量超过1G的极地光谱曲线以及超过20G的航空遥感图像。一台厚度约10厘米的耐低温特种笔记本电脑正忙着处理各种数据,这台电脑陪伴柯长青走过了82天的极地之行。
  “前期资料已提交给中国极地研究中心,准备用一到两年的时间做后期研究。”柯长青表示。从9月20日“雪龙号”科考船返回极地考察上海基地码头,柯长青就一直忙于数据的整理分析。他在此次北极科考中的工作主要是开展极区遥感现场验证与综合试验研究,探索北极海冰与海洋过程遥感反演参数的真实性检验及其精度评价,发挥遥感技术在极地环境变化监测和资源调查中的作用。
北极遥感:“雪龙号”的引航明灯
  中国第四次北极科学考察的海域南北纵贯2300海里,东西横跨1100海里,涵盖白令海、白令海峡、楚科奇海、加拿大海盆、门捷列夫海脊、北极点等,范围之广、到达的纬度之高以及取得的资料和样品之丰富,均是我国历次北极考察之最。这次北极之行,遥感技术功不可没。
  “雪龙号”一路向北,破冰斩浪,直达北纬88度26分,创造了中国航海史上的新纪录。“在海冰密集度比较高的北极地区,借助卫星遥感图像和直升飞机航空遥感可以找到冰间水道,这为‘雪龙号’的前进起到了导航作用,也为此次雪龙船到达那么高的纬度提供了可能。”柯长青介绍。
  在极地恶劣的气候条件下,卫星遥感获取的海冰与海洋环境变化监测信息存在着一定的误差,因此需要利用实地测量数据进行验证和纠正,从而提高遥感参数反演的精度。柯长青在北极的工作,主要是围绕实地光谱测量和航空遥感展开。
  柯长青教授使用从南京大学携带的ASD光谱仪,在7个短期冰站和1个长期冰站完成了光谱数据的采集任务,光谱测量采集的地表类型包含雪、海冰、融池、海水及其不同状态的光谱特征,综合考虑融池的深浅、雪的厚度、粒径、湿度等各种状态,以此对遥感反演产品的真实性进行检验。这是我国北极科学考察以来首次使用全波段的ASD光谱仪采集数据,获得了极其宝贵的第一手资料。
  借助海豚号直升机,柯长青教授和美国得克萨斯大学的谢红接博士合作完成了6次航空遥感试验和地空同步光谱数据采集工作。这种地空同时利用光谱仪测量的方式,在我国四次北极科考中还是首次采用。“这些数据都是第一次看到,非常新奇和宝贵。”柯长青说。
团队合作:极地生存法则
  北冰洋上,险象环生,海冰融池、冰裂缝、雨雪雾、北极熊......
  “我们去的时候正是极昼,北冰洋上的气温并不是很低,一般在零下5摄氏度到0摄氏度之间,但有时风浪很大。”“雪龙号”曾被迫在阿拉斯加湾巴罗锚地停船一天,以避风浪。柯教授介绍,极昼期间,即使是夜里12点,天空依然亮如白昼,再加上长时间作业的艰苦,科考队员们的生物钟大都紊乱,对体能和心理都是极大的考验。
  此次北极之行开展了两种形式的冰站考察,即短期冰站和长期冰站。和南极的考察站不同,北极的冰站是建立在海冰上的。每个“短期冰站”只开展几个小时的科学考察。而“长期冰站”则建立在面积和厚度相对较大的浮冰上,布设的考察仪器也比较多,一些在短期冰站无用武之地的大型仪器也布设在长期冰站,这次北极之行总共在长期冰站开展了12天的科学考察。冰站作业为北极海冰快速变化及其机理研究提供了丰富的地面实测科学考察数据。
  危险也时刻威胁着冰站作业。
  北极海冰有很多裂隙和融池,它们时刻威胁着科考队员的安全。柯教授曾经在冰上布设考察路线时一条腿掉进了冰缝里,被其余两个队员合力拽了出来。曾有一位队员掉进了融池,防寒羽绒服全都湿透,所幸融池并不太深,没有大碍。
  海雾是北极科考的“大敌”。“有雾的话不敢下冰,因为天气能见度低,如果北极熊来了,不易察觉,会给考察队员带来生命危险。”柯长青表示,科考队员下船上冰作业,一定要在防熊队员荷枪实弹的防护下进行。
  团队合作在北极科考中堪称一条无法逾越的生存法则。“冰上作业靠一个人的能力是根本行不通的,需要有人在旁防护,有人协助搬运仪器,有人记录等等。”柯教授说,冰面作业和海洋作业大家都是相互帮忙。一台大型仪器的使用,需要多个人的协作;一项复杂数据的采集,需要相互之间的配合,甚至闲暇时间吃顿饺子,也是大家齐上阵———因为厨师只有4个人,对包饺子这样的活,人手远远不够。
海冰消融:挽救消失的冰雪乐园
  对于科考队员来说,低温大风浓雾的北冰洋是一个充满危险之地,但是对于生活在那里的北极熊、海豹等极地生物来说,却是栖息繁衍的乐园。然而,据近30年来的监测表明,北极地区气候与环境正在发生快速变化,北冰洋区域夏季海冰面积逐渐减小,由此引发的气候与生态环境的变化,引起世界范围内科学界的普遍关注。
  据柯长青教授介绍,在“雪龙号”穿过北极圈之后很长时间都没有找到大块的浮冰,直到8月2日,他们才在北纬80度29分、西经161度09分的北冰洋上找到了一块坚硬的大块浮冰,30名考察队员随即乘坐黄河艇登陆浮冰,建立了一个“短期冰站”。考察期间,他只在北纬73度附近,也即进入冰区的第一天看见过一只北极熊,之后再未见到。
  海冰的快速变化会造成海洋生物食物链的变化,海冰的消融、向高纬度的退化,减少了北极熊、北极狐等极地生物的栖息之地。海洋生态的退化继而对人类的生存环境、生活方式和经济发展都会产生不同程度的影响。
  柯长青介绍,北冰洋是世界上面积最小、平均水深最浅的一个大洋,同时也是对全球气候变化最为敏感的地区之一。正是因为看到了北极地区海洋环境的变化带来的巨大影响,我国进行的第四次北极科考主要都是围绕北极的气候、海洋环境,海冰消融等环境问题展开。
  “北冰洋海冰的消融,对全球的气候和生态都将产生重大的影响,作为北半球的国家,我国也将遭受一定程度的影响,因此开展与海冰大范围融化相关联的大气、海冰和海洋过程观测,以及生态系统多学科综合考察是有着深远的现实意义。”柯长青表示。
  柯长青说,今后将把自己的研究重心逐步转移到极地研究上来,他将和曾经前往南极考察的侯书贵教授共同把南京大学的极地研究推向一个新的阶段。“现在我已经有三个研究生在做极地研究方面的论文了。以南京大学坚实的地学背景为依托,要逐步形成一个完善的机制,让南大的教师甚至学生每年都能有机会参加极地科考,力争在国内外极地研究领域都有南大学人的一席之地。”柯长青信心十足地表示。 
本文最新10条评论: (以下留言仅表达网友个人观点,不代表本网立场和观点。)
您的留言:
内容:
验证码:
署 名:      
请注意:
1.遵守中华人民共和国有关法律、法规,尊重网上道德,承担一切因您的行为而直接或间接引起的法律责任。
2.南京大学报拥有管理笔名和留言的一切权力。
本期点击排行榜
总点击排行榜
南京市汉口路22号 邮政编码:210093 电话:025-83592727 
©2000-2010 《南京大学报》版权所有  最佳显示效果1024*768