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“向陽紅01”船:流動的海上科學實驗室

發佈時間:2018-05-22
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5月18日,我國海洋綜合科考船“向陽紅01”船圓滿完成環球綜合科學考察任務,返回青島。

在全程3.86萬海裏的征途上,“向陽紅01”船通過搭載的科考設備,獲得了沿途從高空大氣到水面、從水體至海底的第一手科學數據,是名副其實“流動的海上科學實驗室”。

走航觀測 作業不停

4月22日,風和浪細,“向陽紅01”船急速航行。

調試發射機狀態、為探空氣球充氣、懸挂探空儀發射機……科考隊員陳思宇在船頂穩住身體,緊盯海面的波浪,判斷海風的強度和風向,為釋放GPS探空氣球做準備。

看準時機,陳思宇放開了GPS探空氣球。白色氣球拖拽著探測儀直奔萬米高空,轉眼間不見了蹤影。實驗室的數據接收顯示屏上,清晰地顯示著探空氣球所處的高度和大氣相關實時數據。

幾個小時後,陳思宇再次來到船舯部甲板投放拋棄式溫深儀。他勾動發射器扳機,儀器探頭應聲入水。細如髮絲的數據線將探頭測量到的海水溫度、鹽度、深度等數據傳送到電腦顯示屏上。

“向陽紅01”船從智利蓬塔港起航以後,陳思宇一直忙個不停,按照計劃進行走航觀測作業,測量沿途海水和大氣的剖面資訊。

每天,除了釋放GPS探空氣球和拋棄式溫深儀,陳思宇還通過船載海氣物質通量觀測設備,沿途採集氣溶膠樣品。從智利,到法屬波利尼西亞群島,再到青島,他一次次更換經過特殊處理的過濾膜,然後低溫保存,以便帶回國內實驗室進行分析。

“氣溶膠是大氣的重要組成部分,對全球氣候變化有著深刻影響。人們所熟知的PM2.5就是氣溶膠家族的成員。”陳思宇介紹,通過研究吸附在濾膜上的顆粒物,可以分析出不同海域的氣溶膠濃度和分佈特徵。

本航段科考隊領隊喬方利説,長期以來,我國科學家缺乏對南半球海域的氣溶膠系統觀測和研究。在大洋46航次,隨船科研人員綜合觀測海洋-大氣氣溶膠及痕量氣體成分,結合物理海洋等其他學科觀測,為研究南半球的海-氣相互作用和全球氣候變化積累經驗和數據。

定點旋轉 身懷絕技

“作業組!作業組!船已開啟動力定位,可以開始作業。”對講機裏傳來駕駛臺的聲音,後甲板頓時忙碌起來,調查隊員各司其職,展開科考作業。

這樣的場景在“向陽紅01”船經常上演。每到作業站位,值班駕駛員操作“向陽紅01”船動力定位系統,使船舶始終保持在指定坐標上,穩如泰山,巋然不動。

在海上,即便是5000多噸重的“大傢夥”,也會隨波逐流,不斷漂移。而定點作業是開展高精度水下科考的前提,否則取樣器在布放、回收等關鍵環節就會出現安全風險,科考隊也很難精確拿到想要的樣品和資料。

作業期間,“向陽紅01”船開啟動力定位系統後,船舶主推進器、艏艉側推協調配合,根據風向、浪向和流向不斷調整船舶姿態,通過自身動力抵消海風和洋流的影響,從而保持原位。

“只要海況在5級風、2節流以下,‘向陽紅01’船就能在指定坐標保持不動,誤差在2米之內。”船長俞啟軍説。

除了動力定位,“向陽紅01”船在大海航行中還能360度原地調轉方向,這一功能,則是因為船上安裝了兩台全回轉電力推進系統。

科考設施 世界領先

作為一艘專業的海洋科學考察船,“向陽紅01”船安裝了64台(套)調查設備,分為水體探測系統、大氣探測系統、海底探測系統、深海探測系統、遙感資訊現場印證系統、船載網路系統等6大系統,涉及地球物理、物理海洋、海洋遙感、海洋聲學等多學科,調查設備達到國際先進水準。

實驗室主任石旭亮介紹,在操控支撐系統方面,“向陽紅01”船設有布放溫鹽深儀絞車、光電纜絞車、同軸纜絞車和地質纖維纜絞車各1台。其中,布放溫鹽深儀絞車可直接將200多公斤的採水器從倉庫吊放進海裏,設備有自動止蕩和升降補償裝置,安全省力;地質絞車A型架最大負載30噸,可在0~170度範圍內擺動,有效保障作業安全。

“向陽紅01”船配備了海洋多道地震數據採集系統,可有效探明海底地質構造。在南極航段期間,開展了480道海洋高解析度多道地震探測,清晰展示海底以下2~3公里的情景,就像給海底地殼深部做“CT”。

船上還安裝了先進的自動氣象站,無論船舶處於航行、漂泊,還是錨泊狀態,都能自動連續地觀測、存儲、顯示海平面氣壓、氣溫等數據。

“目前船上實驗室面積約350平方米,設有通用幹實驗室、濕實驗室、地質樣品實驗室等,實驗室內均配有船舶綜合資訊螢幕、GPS、羅經等,為大洋科考調查提供了良好的硬體設施。”石旭亮説,針對考察任務的不同,科考隊員還需攜帶幾十種不同的自備儀器。其中,科考隊在南大西洋利用深海電視抓鬥成功抓取一塊單體約3噸重的硫化物樣品,刷新我國採集到單體最大塊狀硫化物樣品記錄。

“向陽紅01”船可以説是名副其實的“流動的海上科學實驗室”。


文章來源:中國海洋報
責任編輯:

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