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我国自主研发的“极目一号”浮空艇创造浮空艇大气科学观测世界纪录

2022-05-17 16:41:48来源:科技日报

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气艇以平均每分钟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。

填补珠峰地区观测空白

“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/二氧化碳和风温湿压观测仪。

获得的青藏高原海拔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的提出提供重要科学依据。

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。在科考现场完成这项突破性工作总共需要一个月时间。

自主研发的“第三极科学观测之眼”

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。

“这么大的东西升到9000米高度,要应对几大难点。”中国科学院空天信息创新研究院党委书记蔡蓉告诉科技日报记者,一是静电,浮空艇的电子元器件在升空和驻空过程中会产生大量静电和一些感应电流;二是雷电,浮空艇与地面连着,一旦有雷电,肯定会冲着它来;三是测得准,最难的是要保证测数据测得准。

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。(杨 雪)

标签: 极目一号浮空艇 浮空艇大气科学观测 空气动力学 浮空艇观测任务

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