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走进北师大全球院,走进南极!

飞马机器人2017-07-17 15:43:12

摘要: 南极科考活动前后持续近半年时间,这段旅途中发生了哪些有意思的事情?

  2016年12月,北师大全球变化学院的团队跟随雪龙船长途跋涉去到南极,开启我国的第33次南极科考之旅。在这次科考活动中,他们第一次携带飞马F1000和F200两种机型的无人机,在南极完成42个架次飞行作业,创下极地无人机飞行记录。

  科考活动如果算上路途舟车,前后持续近半年时间,在这段期间,北师大团队的经历丰富多彩。为此,我们专程采访了他们团队的领队北师大全球院院长助理张宝刚,让他来为大家讲述旅途中各种有意思的事情!

  1、北师大团队之前去过南极科考吗?

  “我国最早一次对南极进行科学考察活动是在1984年,北京师范大学全球变化学院程晓院长的导师就是我国首次南极考察队的队员。程院长本人一共参加过4次南极考察,包括2次内陆冰盖地区考察,团队至今已有超过10人次参加过南极考察。除程院长带领的极地遥感团队之外,北师大还有生态、天文、心理等多个团队在从事南极相关研究,也多次参加过南极考察。”

  2、早期南极科考的经历如何?

  “早期南极科考肯定是十分艰苦的,由于南极地理位置和环境因素限制,各种保障非常困难。最早程老师去南极时候,基本上没法和外界联络,长期处于一种半失联的状态。尤其是他还去到南极内陆冰盖地区的考察。所谓南极冰盖就是南极大陆上覆盖的厚厚的冰层,这种冰不是我们通常意义上由水冻结形成的,而是常年降雪后,厚厚的积雪在重力压实之后形成的冰,在南极大陆这种冰盖厚度平均有2000多米,这使得南极的平均海拔超过2000米左,是世界平均海拔最高的大陆。程老师曾经到达过南极内陆冰盖的最高点,海拔达到了4300米,外加南极没有植被,空气含氧量更低,这里的4300米相当于青藏高原5000米以上海拔,高原反应非常明显。可以说程老师是最早的极地遥感开创者之一。”

  3、现在南极科考条件是否比以前更好?

  “相比以前肯定要好很多,南极的科学研究事实上更考验综合国力,不是所有国家都有能力支撑南极科考的。因为南极环境十分严苛,对于经济和技术实力有限的国家,想要在南极科考仍然是比较困难的。”

  4、什么时候开始将无人机用于极地科考?

  “最早一次是2014年4月,用无人机第一次对北极进行科考。当时用的是大疆的S1000,但是当时就发现了旋翼无人机的一些问题。一方面是旋翼作业范围太小;另外在极地地区地磁特点和低纬度地区有很显著的区别,对磁力计和导航有较大影响,对飞机飞控带来很大的干扰。从作业效率、安全稳定性上来说不如固定翼,所以自那之后我们就明确了以固定翼为主的发展思路,同年12月去南极的时候我们用的大白作为平台的固定翼无人机。”

  5、无人机航拍影像对极地科考有什么帮助?

  “之前用卫星遥感影像做全南极大范围、大尺度、多时间序列的一些研究,例如冰盖物质平衡,比如南极有多少冰化成水,以及这些水对海平面造成哪些影响,然后南极有多少降雪、冰盖有多少冰雪的积累等等。但是卫片存在分辨率不足等问题,这样会对研究测算的结果有影响。用无人机就可以选择小尺度的目标,做更精细化的观测。现在,我们在大范围的研究还是会用卫片,小范围用无人机,两个相辅相成吧。”

  6、在南极使用无人机会不会有限制?

  “在南极相对好一点,没有相关规定,只要和附近有飞行计划的站区协调一下。中山站附近好一些,长城站要更复杂,因为长城站附近有一个智利的空军机场,需要空管协调。谈到机场,我国计划今年会在南极修建一个机场,我们今年南极考察期间也尝试用无人机进行新机场的选址工作。”

  7、有没有其他国家使用无人机?

  “不是太多,美国、日本、英国、印度这几个国家使用过,还是技术强的一些国家会使用。另外一个原因是,国外通航相对发达,南极空域也更好,一般更多还是用直升机就能从事无人机相关的任务。”

  8、在南极碰到过哪些难忘的事?

  “这次南极科考待了近3个月,往返路上需要2个月。我们会不定期的和俄罗斯举办一些活动,因为中山站距离俄罗斯站较近。不过期间碰到一次大雪造成的道路塌方,只能去找别的路通行。然后俄罗斯就先找到了另外一条可以通行的道路,我们知道后就想要俄罗斯能提供一下路的位置,结果俄罗斯提出要我们用50桶煤油来换。最后,还是用飞马无人机上去航拍,找到了这条路。”

  9、南极的科考站选址有什么讲究?

  “站点选址是个综合工作,今年我国要在南极进行第5个站点的选址。选址一般要综合很多因素,比如气象条件,不能常年刮大风;地质条件,看地势是否平整,是否容易搭建建筑;生物条件,是否对动物的活动有影响;还有水源,南极一般都是冰川水,融化水,所以还要考虑日常用水水源位置等。”

  10、每个站区一般多少人?

  “中山站是中国最大的一个站点。常年驻站的大概在20个人左右,驻站时间为1年。度夏期间一般会有100个人左右。除了考察人员,站区内基本都是后勤保障人员,后勤人员人数多于科考人员。另外,不定期的还会有一些外国官员会去,像巡视组,因为有《南极公约》的存在,所以还是要进行一定的监督。”

  11、这次用飞马F200为雪龙船卸货进行探路,无人机是怎么进行探路工作的?

  “南极大陆周围都是结成的大面积海冰,所以船只能靠着海冰停靠,要先把货卸下来再用车运到站区。卸货之前我们会用无人机对海冰进行拍摄,回来在影像上可以查看海冰的分布情况,一般海冰是一块一块结出来的,海冰通过洋流等的碰撞和挤压,会叠加,表面会有凹凸不平整的堆叠,两块海冰之间的边缘部分就会很不平整。像这种边缘区域一般就不适合车通行,所以要找那种一整块的海冰,更安全一些。”

  12、北师大全球院对南极科研的目的是什么?

  “我们主要是研究全球环境变化,研究是一个持续的过程。从大的方面说,全球变化研究的目的分为两个,减缓和适应。现在全球变暖环境变化的一个趋势,而且是客观事实,人类的各类活动对气候变暖影响还是比较大的。首先,减缓是指通过约束人类行为,对自然进行保护,也会了解全球变暖科学上的一些问题,以及减缓的过程。适应是指在变暖的趋势下,人类如何适应这个环境。适应这是从多方面讲的,比如极端天气加剧,人如何应对极端天气。另外,全球变暖,细菌病毒会加速变异、动物迁徙和习性会受影响、疾病传播也会加速,像以前一些在低纬度地区传播的疾病,慢慢的会在中高纬度地区出现,这是一个非常综合的学科。”

  13、如果个人去南极旅游,可行吗?

  “个人现在可以去南极旅游,大概半个月的行程,但是其实在南极也就3-4天吧,还只是在南极圈外围转转。另外,《南极公约》有规定,南极的任何东西都是不允许带出的,只有用于科研目的的才可以少量带出。所以说去南极除了脚印什么都不要留下,除了记忆什么都不要带走。”

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