站在白茫茫的冰原上，28歲的博士生肖萬(wàn)鑫感慨萬(wàn)千。這個(gè)黑龍江人當(dāng)初報(bào)考中山大學(xué)，就是看中這里有全國(guó)領(lǐng)先的極地遙感團(tuán)隊(duì)，但他沒(méi)想到也不敢想，自己有一天能真的踏足北冰洋。 今夏，一艘搭乘了13所高校和科研院所38名師生的極地科考船從廣州出發(fā)，歷時(shí)76天后，滿(mǎn)載著從北冰洋帶回的冰樣和各種珍貴科研樣本資料凱旋，此時(shí)已是金秋?！爸猩酱髮W(xué)極地”號(hào)——國(guó)內(nèi)高校自主擁有運(yùn)維的第一艘也是唯一一艘極地科考船，經(jīng)過(guò)兩次跋涉北冰洋的成功科考后，將目光投向了更遠(yuǎn)的海洋。

北緯81.6度的考驗(yàn)

“中山大學(xué)極地”號(hào)此次總航程11852海里，到達(dá)北緯81.6度的北冰洋核心區(qū)。航行兩個(gè)多月不靠港，對(duì)師生們的體力耐力是極大的考驗(yàn)。 夏季北極，氣溫可達(dá)冰點(diǎn)上下，不少冰層僅數(shù)厘米厚，積雪下看不見(jiàn)的“融池”防不勝防。“今年海冰‘融池’非常多?！诔亍潜咀鳂I(yè)的最大安全隱患之一，不小心就會(huì)掉進(jìn)去。按照考察隊(duì)的要求，此類(lèi)作業(yè)必須兩人行動(dòng)，確保安全?！眮?lái)自中國(guó)海洋大學(xué)的博士生王雅文和來(lái)自廈門(mén)大學(xué)的博士生史敬文一組，王雅文手握安全繩，腰系安全繩的史敬文趴在藍(lán)色“融池”邊采樣。摘下保暖手套，換上無(wú)菌手套，手指很快凍僵。 更大的危險(xiǎn)來(lái)自讓大家又愛(ài)又怕的北極熊。為此，隊(duì)員們上下船都要靠一個(gè)可容納數(shù)人的鋼結(jié)構(gòu)“籠子”，這一頗像潛水“防鯊籠”的設(shè)備，能在危急情況下?lián)踝”睒O熊的尖牙利爪，還可防止冰面不結(jié)實(shí)出現(xiàn)墜海意外。

技術(shù)創(chuàng)新的“破冰”

北極航行，漂浮不定、變化莫測(cè)的海冰隨時(shí)可能阻礙航程，甚至損壞船只。衛(wèi)星遙感技術(shù)通過(guò)衛(wèi)星影像來(lái)監(jiān)測(cè)航線(xiàn)周?chē)暮１植?，根?jù)冰情調(diào)整航線(xiàn)。然而，目前海冰監(jiān)測(cè)服務(wù)機(jī)構(gòu)能提供的最近時(shí)間的冰情信息是一天以前的，且精細(xì)度和準(zhǔn)確度不夠高。 面對(duì)這一難點(diǎn)，“中山大學(xué)極地”號(hào)上，中大遙感科學(xué)與技術(shù)學(xué)院葉玉芳副教授團(tuán)隊(duì)，基于先進(jìn)的海冰遙感技術(shù)研制形成“岸-船聯(lián)動(dòng)”實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)保障方案，將海冰遙感的監(jiān)測(cè)頻率從一天縮短至3個(gè)小時(shí)，為破冰船的航行規(guī)劃爭(zhēng)取到了寶貴的時(shí)間窗口，實(shí)踐形成的工作模式和機(jī)制還可服務(wù)于極地冰海環(huán)境監(jiān)測(cè)能力的提升。 技術(shù)創(chuàng)新之“破冰”不止于此。又如，一直以來(lái)，無(wú)人潛水器在極地冰區(qū)的收放都是個(gè)難題，漂浮的海冰會(huì)嚴(yán)重干擾設(shè)備的上浮。中大海洋工程與技術(shù)學(xué)院李曉天副教授注意到，破冰船在航行時(shí)，船艉區(qū)域會(huì)因尾流自然形成一個(gè)無(wú)冰區(qū)?？瓶缄?duì)員因而創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了一個(gè)可拆卸折疊的“外掛式”月池，利用尾流產(chǎn)生的無(wú)冰區(qū)將其安裝在船艉，進(jìn)而在關(guān)閉船艉螺旋槳開(kāi)展無(wú)人潛水器作業(yè)時(shí)，便可利用該“外掛式”月池阻擋浮冰進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，為無(wú)人潛水器的布放與回收提供一個(gè)無(wú)冰的清水區(qū)。月池上還裝有聲學(xué)和光學(xué)的定位導(dǎo)引裝置，以實(shí)現(xiàn)潛水器在月池內(nèi)部的精準(zhǔn)回收，此精度相當(dāng)于高空跳傘運(yùn)動(dòng)員精準(zhǔn)地降落在一個(gè)直徑約4米的靶子上。“外掛式”月池的成功實(shí)踐，給各類(lèi)水下設(shè)備在極地冰區(qū)的布放與回收提供了更為便捷經(jīng)濟(jì)的新方案。

跨越7000公里的直播課

北京時(shí)間2025年8月25日，在北緯81度、距廣州約7000公里的北極冰原上，一場(chǎng)跨越山海的極地科考直播課，讓中大遙感科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的本科新生們“親歷”北極科考一線(xiàn)的工作，這是國(guó)內(nèi)高校首次開(kāi)設(shè)北極科考現(xiàn)場(chǎng)的直播教學(xué)課程。 在極地開(kāi)展直播并不容易，低溫常導(dǎo)致設(shè)備電池續(xù)航驟減，強(qiáng)風(fēng)干擾了直播信號(hào)穩(wěn)定性，冰站位置的不確定性更使得直播時(shí)間難以確定。 克服重重困難，科考隊(duì)為設(shè)備加裝保溫套并準(zhǔn)備備用電源；憑借豐富的極地經(jīng)驗(yàn)實(shí)時(shí)評(píng)估冰面安全，迅速選定新的觀(guān)測(cè)區(qū)域；根據(jù)學(xué)生上課時(shí)間設(shè)計(jì)直播+錄播兩套方案。最終，這場(chǎng)在冰天雪地里“邊走邊講”的直播課順利進(jìn)行，將北極科考的真實(shí)場(chǎng)景與科學(xué)原理生動(dòng)呈現(xiàn)在新生眼前。 冰原上的直播課，對(duì)于講課的老師也是珍貴的第一次。大連理工大學(xué)的盧鵬教授直播展示了冰芯采樣的過(guò)程：“拿著用冰芯鉆剛?cè)〕鰜?lái)的冰芯，給大家講北極海冰的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，真正有種知行合一的感覺(jué)。這些教科書(shū)上的名詞不再生硬，而是就在腳下、就在手中?！?/p>

專(zhuān)訪(fǎng)

本航次首席科學(xué)家、中山大學(xué)遙感科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授王天星透露：“中山大學(xué)極地”號(hào)計(jì)劃前往南極

羊城晚報(bào)：在去年首航北冰洋的基礎(chǔ)上，“中山大學(xué)極地”號(hào)今年有哪些新的科考進(jìn)展？

王天星：一方面，今年科考任務(wù)相比去年會(huì)更繁重一些，特別是在北極冰海環(huán)境觀(guān)測(cè)裝備的協(xié)同測(cè)試方面，集成化程度更高了；另一方面，整個(gè)科考過(guò)程的智能化水平也進(jìn)一步提升。此外，本航次通過(guò)多學(xué)科聯(lián)合科考、現(xiàn)場(chǎng)科考直播課堂等舉措，也在嘗試探索人才培養(yǎng)的新模式。

羊城晚報(bào)：此次科考成果有哪些是可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的？

王天星：在裝備方面，我們承擔(dān)了幾個(gè)國(guó)家重大任務(wù)，比如充分測(cè)試了新型月池、長(zhǎng)續(xù)航無(wú)人機(jī)等設(shè)備在密集冰區(qū)、低溫、大風(fēng)、濃霧等極端環(huán)境下的性能，這些裝備后續(xù)都可以實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)轉(zhuǎn)化；在技術(shù)方面，海洋觀(guān)測(cè)技術(shù)、空天遙感的算法模型等，部分可以直接在相關(guān)領(lǐng)域和行業(yè)部門(mén)進(jìn)行轉(zhuǎn)化；在極區(qū)航行保障方面，依托項(xiàng)目和航次開(kāi)發(fā)的船基智能化信息服務(wù)系統(tǒng)，可以為北極航道開(kāi)發(fā)和利用等提供保障服務(wù)。

羊城晚報(bào)：將來(lái)有沒(méi)有計(jì)劃去其他地方進(jìn)行科考？

王天星：目前正在積極籌劃國(guó)際聯(lián)合科考航次和南極等區(qū)域的科考。

羊城晚報(bào)：考慮過(guò)和港澳高校開(kāi)展合作嗎？

王天星：當(dāng)然有。“中山大學(xué)極地”號(hào)科考船本身就是一個(gè)開(kāi)放平臺(tái)，我們誠(chéng)邀港澳有極地或海洋科考需求的高校和科研院所開(kāi)展深入合作，共同推進(jìn)國(guó)家海洋強(qiáng)國(guó)事業(yè)。

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