5月15日凌晨，在海拔4270米的中國科學(xué)院珠穆朗瑪大氣與環(huán)境綜合觀測研究站附近，隨著充滿氣的白色巨型氣艇以平均每分鐘30米的速度緩緩升空，第二次青藏科考“巔峰使命”珠峰科考的浮空艇觀測任務(wù)進(jìn)入高潮。

此次執(zhí)行觀測任務(wù)的“極目一號”Ⅲ型浮空艇，是我國自主研發(fā)的系留浮空器，長55米，高19米，體積9060立方米。它攜帶科學(xué)觀測儀器進(jìn)行垂直剖面和駐空觀測，經(jīng)過4個多小時(shí)，升到9032米，超過珠峰高度，創(chuàng)造了浮空艇大氣科學(xué)觀測世界紀(jì)錄。

填補(bǔ)珠峰地區(qū)觀測空白

“極目一號”Ⅲ型浮空艇用于觀測海拔9000米高空大氣組分垂直變化和傳輸過程，搭載了水汽穩(wěn)定同位素分析儀以及黑碳、粉塵、甲烷/二氧化碳和風(fēng)溫濕壓觀測儀。

獲得的青藏高原海拔9000米高空的大氣組分變化科學(xué)數(shù)據(jù)，可以研究、追蹤區(qū)域水循環(huán)，為揭示“亞洲水塔”水的來源提供關(guān)鍵科學(xué)數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)，也可為全球變暖背景下青藏高原水—生態(tài)—人類活動鏈?zhǔn)阶兓瘧?yīng)對策略的提出提供重要科學(xué)依據(jù)。

本次珠峰科考中，浮空艇團(tuán)隊(duì)人數(shù)最多，有60人左右：觀測小組對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和研究；發(fā)放小組負(fù)責(zé)浮空艇的運(yùn)行，包括安裝和運(yùn)輸。在科考現(xiàn)場完成這項(xiàng)突破性工作總共需要一個月時(shí)間。

自主研發(fā)的“第三極科學(xué)觀測之眼”

為什么要大費(fèi)周折選擇用浮空艇觀測？因?yàn)楦】胀Νh(huán)境的破壞最小，不會改變周邊的風(fēng)場和環(huán)境參數(shù)。

受第二次青藏科考隊(duì)委托，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院自主研發(fā)了“極目一號”Ⅲ型浮空艇。

“這么大的東西升到9000米高度，要應(yīng)對幾大難點(diǎn)。”中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院黨委書記蔡蓉告訴科技日報(bào)記者，一是靜電，浮空艇的電子元器件在升空和駐空過程中會產(chǎn)生大量靜電和一些感應(yīng)電流；二是雷電，浮空艇與地面連著，一旦有雷電，肯定會沖著它來；三是測得準(zhǔn)，最難的是要保證測數(shù)據(jù)測得準(zhǔn)。

9000米高空的空氣非常稀薄，風(fēng)又大又亂，氣溫最低可達(dá)零下三四十?dāng)z氏度。“極目一號”Ⅲ型浮空艇要防止在干燥空氣中可能產(chǎn)生的靜電積累，電子元器件要適應(yīng)低溫低氣壓環(huán)境，還要抵抗每秒20米的大風(fēng)，根據(jù)空氣動力學(xué)特性對艇體有相應(yīng)的針對性設(shè)計(jì)。

對廣袤、高海拔、復(fù)雜多變的第三極地區(qū)來說，浮空艇像在高空觀測第三極環(huán)境變化的眼睛，將帶來第三個維度的科學(xué)觀測數(shù)據(jù)。