随着南极夏季的来临,洁白的南极冰盖表面出现了许多水洼,在极昼阳光的照射下,泛着蓝色的光。
这些大大小小、形状各异的水洼,学名叫做“冰面融池”。它们不仅点缀着南极的美丽“夏装”,还具有很高的科研价值。
刚刚结束的我国首次南极无人机业务化观测考察,完成了43个架次的完美飞行,有望揭示全球变暖背景下南极冰面融池的奥秘。
刚刚起步的南极冰面融池研究
近年来,冰面融池的增多已经成为北极海冰快速融化的重要证据之一。中国第4次北极考察队的航空遥感观测结果表明,北极点附近的海冰密集度只有不到85%,浮冰间出现大量水道,海冰冰面融池发育明显。
“不只是北极海冰,随着全球变暖,北极陆地格陵兰冰盖的冰面融池也非常发育,许多区域甚至形成冰面水系,能够在卫星图像上看到,各国科学家做的工作也比较多。”北师大全球变化与地球系统科学研究院院长程晓在接受《中国科学报》采访时说。
相比北极,南极冰盖周边地形陡峭,冰面融池尺度通常较小,仅分布在冰盖边缘的一些区域,很难从中高分辨率卫星图像上发现。
“虽然融池仅出现在冰盖外缘的很小区域,但冰盖外缘的融化和崩解会导致冰盖上的冰加速向海里流动。”程晓说,“融池的水会渗透到冰面下,或形成裂隙,或对冰的底部形成润滑,从而影响冰盖的不稳定性。”
研究显示,近几十年来,南极半岛地区约有超过10个冰架相继崩塌消失或大幅度退缩,多数由于冰面融池导致。而在融化尺度较小的东南极地区的冰面融池研究,国际上还刚刚起步。
程晓带领的极地遥感研究团队在第33次南极科学考察中发现,中国南极中山站附近的达尔克冰川分布有多个冰面融池,但在中高分辨率卫星遥感图像上并没有看到。
于是,在今年的中国第34次南极科学考察中,他们利用“极鹰III-R型”无人机搭载可见光相机、倾斜相机、激光雷达等传感器,搜集全球变暖背景下南极冰盖冰面融池的宝贵研究资料。
一波三折的无人机航拍
“这次经历的惊心动魄和一波三折完全可以媲美惊险刺激的好莱坞大片!”回想起过去一个半月的南极考察,北师大全球变化与地球系统科学研究院博士生李腾很兴奋。
虽说他和同学赵剑都是第一次去南极,但两人配合默契,无人机航拍工作很快顺利地步入正轨。
不过,极地外业工作总是伴随着意外情况的发生,其中一些又是想破脑袋都不可能预测到的,加之南极条件恶劣,很多时候都要靠天吃饭。
2017年12月21日中午,当执行完航拍任务的F300无人机返航到降落点附近准备滑降时,意外发生了。飞机迟迟不降高度,且与预设降落点渐行渐远。
“飞机的测高系统出了问题。”李腾希望飞机自驾系统恢复“理智”重返预定降落位置,可遗憾的是,飞机失联了。
经过深思熟虑,他们放飞另一架无人机展开搜寻。可喜的是,在达尔克冰川表面发现了失联的无人机,距离预设降落点约5公里;然而可惜的是,由于冰川表面布满了冰裂隙,最深处达几十米,靠人力涉足去捡回来绝无可能,最终只好放弃,将无人机永远地留在南极冰盖上。
自此以后,李腾和赵剑都会在任务前一天反复检查设备和调试软件,“紧张得晚上都睡不好,类似的感受可能还是高考前一天吧”。