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國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器設(shè)備助力極地科考
2024年09月26日 10:45:40
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：5333
中國(guó)氣象科學(xué)研究院的研究團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了便攜式雪粒徑測(cè)量裝置和雪硬度計(jì),，以更精確地測(cè)量雪粒徑與雪的硬度,，為全球氣候研究提供了重要數(shù)據(jù)支撐。
【化工儀器網(wǎng) 時(shí)事熱點(diǎn)】南極洲的地理位置比較獨(dú)特,，因而對(duì)該地的科學(xué)研究程度較低,。但由于它所處的特殊地理位置，科學(xué)探索上的獨(dú)特條件，自然資源的巨大潛力,，近幾十年來(lái)引起各國(guó)政府和科學(xué)界的高度重視,。
為了深入研究這些冰雪覆蓋區(qū)域?qū)θ驓夂虻挠绊懀茖W(xué)家們展開了多次科考任務(wù),。中國(guó)氣象科學(xué)研究院的研究團(tuán)隊(duì)不僅參與了這些任務(wù),，還自主研發(fā)了便攜式雪粒徑測(cè)量裝置和雪硬度計(jì)，以更精確地測(cè)量雪粒徑與雪的硬度,，為全球氣候研究提供了重要數(shù)據(jù)支撐,。
以雪粒徑為例,，其參數(shù)在不同區(qū)域存在非常大的差異,。雪粒徑指的是雪的光學(xué)等效直徑，是影響雪面反照參數(shù)的重要因素之一,。雪粒徑的大小直接影響到可見光,、近紅外和微波波段的反照率和吸收率，而雪面的反照率在全球氣候系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用,，因此,，準(zhǔn)確掌握雪面和雪層的雪粒徑信息至關(guān)重要。
此前,，測(cè)量雪粒徑常用方法是通過(guò)攝像拍攝雪面和雪層的圖像,，有經(jīng)驗(yàn)的觀測(cè)者通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)尺子比較從而得出雪粒徑。但這種方式太過(guò)于依賴觀測(cè)者自身及拍攝條件,，具有測(cè)試時(shí)間長(zhǎng),、人為因素影響大、主觀性強(qiáng)等缺點(diǎn),，因此迫切需要一種可以快速測(cè)量雪粒徑的手段,。
中國(guó)氣象科學(xué)研究院極地與氣候變化研究所所長(zhǎng)、研究員丁明虎帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)明的便攜式雪粒徑測(cè)量裝置,，通過(guò)漫散射原理,，獲得雪面反射率，再結(jié)合雪面密度,，可以間接測(cè)量冰雪的顆粒大小,。這種方法更加快速、客觀,，可以在短時(shí)間測(cè)量同一區(qū)域或斷面上不同點(diǎn)的雪反照率和雪粒徑,，從而了解雪粒徑分布規(guī)律，更加深入地了解雪特性,。
此外,，在南極科考中要尋找適合搭建建筑或者開展作業(yè)的地方，還需要了解不同雪層的機(jī)械性能，雪的硬度測(cè)試便成了反映冰雪強(qiáng)度的重要指標(biāo),。過(guò)去主要是采用人工判斷的方法,，通過(guò)監(jiān)測(cè)探針觸探反饋的手感判斷冰雪質(zhì)量，同樣很容易受到主觀因素干擾,。
丁明虎團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的雪硬度計(jì),，采用精密電機(jī)驅(qū)動(dòng)，測(cè)量部分使用了微機(jī)技術(shù),，可以同時(shí)測(cè)量冰雪硬度及其所處的深度,。
雪硬度計(jì)自重非常輕，僅有10千克,，方便攜帶,，儀器還設(shè)置了數(shù)據(jù)鎖存功能，在惡劣條件下也可簡(jiǎn)便操作,，獲得讀數(shù),。不僅如此，考慮到雪硬度儀在低溫環(huán)境下工作,，團(tuán)隊(duì)還為儀器安裝了可在低溫環(huán)境工作的電池,，使得低溫下設(shè)備續(xù)航能力得到提升。
在第39次,、40次南極科考中,，便攜式雪粒徑測(cè)量裝置和雪硬度計(jì)得到了充分檢驗(yàn)?？瓶既藛T通過(guò)這兩款儀器獲取了大量南極雪質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù),，為我國(guó)更加深入研究南極提供了有力支撐。同時(shí),，也為全球氣候研究提供了重要數(shù)據(jù)參考,。
素材來(lái)源：中國(guó)氣象報(bào)社
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