2007年8月28日,我校土木水利学院海岸与近海工程国家重点实验室王永学教授、李志军教授启程参加澳大利亚组织的南极冬季海冰物理和生态考察,这已是大连理工大学校旗第五次在南极迎风招展。正如李志军教授面对南极冰原高兴地喊道:老朋友,我们又见面了!
此次南极科考主要探究南极洲冬春之交海冰物理环境与南大洋生态结构之间的关系,为期近两个月,由来自10个国家的科学家组成,每位科学家专心一个特别项目来帮助解决南极海冰的神秘面纱。我校李志军教授、王永学教授同泉州师范学院的戴聪杰副教授作为中国科学家代表参加此次科考,主要承担海冰物理中的冰面风速剖面和海冰生态中的生物多样性测试任务。
从立鸡蛋到立风速剖面气象塔
由于以往在冰面装拆风速剖面测试仪需要较长时间,极地冰面风速剖面的数据获得的较少。此次,王永学、李志军根据自身专业特点和我校工科的特长,经过2个多月的研制和反复检测,研制了“冰面快速膨胀管基础”,为快速装拆冰面风速剖面仪立下了汗马功劳。虽然这个高约50公分的装备看似简单,但如李志军所说:“其实这个想法很简单,就像哥伦布怎么样把熟鸡蛋立起来一样,不是因为难度,只是没有想法。结果我们成功了!”他们利用该基础架设6.5米气象塔只需1个小时,突破了以往需要8个小时的技术瓶颈,保障了在5小时以上的冰面进行科考作业时,测得风速剖面数据。在本次考察的15个站位上,记录了12组不同冰面条件下的风速剖面,获得了大量的数据。如今,他们准备将该装置进一步完善,努力将风速剖面的高度达到10米,并申请国家发明专利。
南极,海冰的博物馆
蔚蓝的天空、湛蓝的海水、银白色的海冰……纯洁的连空气都是这样沁人心脾,这就是南极。
南极的冰类型很全,每种类型覆盖的范围也很宽,从看到小的浮冰块到成片的冰原需要一天一夜的航行,首次参加极地科考的王永学教授高兴地说,南极真是海冰的博物馆啊!但令人忧虑的是,这个博物馆的“收藏品”正在减少。李志军教授说,去年同月份到南极科考,冰厚一般都在1.5米以上,但此次虽然是同样的纬度,一些海冰却只有40厘米的厚度。根据直观感受,海冰整体偏薄,这完全超出预期的想象。因此,虽然面前满眼是冰,却总需要不停的搬家,寻找厚度合适的海冰。因地球气候变暖而引起的南极海冰变化,给人类的震撼的确不小。
逆“冰”行舟科考路
南极有它令人敬畏的一面。科考队每次都是依靠直升机现行侦察,然后科考船在破冰进入大面积的浮冰块中固定,科考队员再分批踏上这块浮冰进行工作。有时浮冰看上去很大的一块,但中间有非冻结的冰脊把它分成几块。李志军教授心有余悸地说:“由于我们观测需要50厘米以上的,表面起伏差异大的海冰,所以常常跑到离船较远的地方。有一次我和王永学教授选择的观测点就处在隐藏的非冻结冰脊上。在涌的作用下,这块大浮冰分裂成几块,而裂缝就离我们的测点不足2米,过后就是深达1000多米的南极大洋,想起来真是有些后怕的。”而有时候科考船需要进入厚度较大的杂乱冰脊区内,这时的船舶破冰困难,需要一次次地倒退,冲击,平均速度很慢。但南极海冰自己漂流的速度能达到0.5海里每小时。破冰船好容易前进了几米,而在实际经纬度位置上却被推出了好几十米。如果赶上10级以上的逆风,茫茫风雪中,前进的破冰船其实被带走好远,队员们都有些恼火了,不知道科考船还能不能走出这片冰原。
当李志军看到记者紧张的表情时,不禁又笑着讲了个南极科考的小插曲。他说,科考队中每个成员都有自己的职责,但船长的权利“最大”。由于南极的天气变化很快,所以为了保证队员的安全,除考察期间下船请示,上船报告外,其它时间最好的方式就是关上船门,将每个队员都关在船内,就像是在关禁闭。然后每周一次逃生训练,点点名。
在南极科考的每一天对于李志军教授和王永学教授来说都是与众不同的,在他们略显黑色的肤色中,我们看到健康的红色,那是南极留给他们的礼物;在他们平和的笑容中,我们看到了大工人的自信与执着。正如王永学教授所说的那样,把极地的冰都弄明白了,那渤海的海冰问题也就迎刃而解了……
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海冰风速剖面:极地海冰运动主要取决于海冰、洋流、风三个要素。通过研究冰面风速剖面梯度变化可以将冰面动力粗糙度同几何粗糙度联合起来。此项研究有利于完善海冰动力学模型,和充分应用现代海冰遥感技术资料。这些成果也可以改善渤海流冰预报,进而合理规划渤海码头平面布局和船只进出港口选择的偏角。
海岸近海工程实验室近年来加大海冰研究的力度。在海冰科学应用基础研究上,侧重海冰的物理和力学性质,沿岸海冰的堆积和运动行为;在具体工程上强调渤海海冰的工程问题及解决方法;在概念工程上重视全球变暖引起的水文气象灾害对未来海岸和水利工程的影响和对策。(姜雪)
编辑:姜雪