北京時間11月30日20時，國家氣象信息中心成功接收到中國南極考察站昆侖站和泰山站的氣象觀測數(shù)據(jù)，這意味著分別經(jīng)過5年和近9年的穩(wěn)定運行，位于南極的中國昆侖站和泰山站兩個氣象站具備了長期穩(wěn)定的運行能力，兩站將獲取長期、連續(xù)的常規(guī)氣象觀測數(shù)據(jù)。自12月1日起，兩站正式納入國家基本氣象站運行，此時，南極太陽高懸，正是極晝。
中國氣象科學(xué)研究院青藏高原與極地氣象科學(xué)研究所副所長丁明虎，長期從事極地氣象觀測研究。他介紹，從位于北緯39°56′的北京抵達(dá)南極大陸并完成工作，整個過程需要小半年的時間，需要多部門考察隊員的合作。
南極大陸以大風(fēng)、極寒聞名，最低氣溫可達(dá)-89.2℃，風(fēng)速可達(dá)100米/秒，自然環(huán)境極為惡劣，是地球上唯一沒有人員定居的大陸。而跨過千山萬水來到無人區(qū)，在無盡的白雪中建起氣象站，這樣的經(jīng)歷丁明虎有兩次。
今天新京報記者獨家對話了中國氣象科學(xué)研究院青藏高原與極地氣象科學(xué)研究所副所長丁明虎。
新京報：在極地建立氣象站的意義是什么？氣象站可以投入業(yè)務(wù)運行，標(biāo)準(zhǔn)是什么？
丁明虎：在南極開展考察活動，都需要氣象保障。而提高極地預(yù)報能力的第一條，就是需要地面的觀測。氣象站成為國家基本站，說明它現(xiàn)在可以進(jìn)行長期、連續(xù)的觀測。南極環(huán)境惡劣，進(jìn)行長期持續(xù)的觀測很難，全世界沒有幾個國家能在南極內(nèi)陸自主建氣象站，這也說明我們的觀測技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到了世界前列。
中國氣象科學(xué)研究院極地氣象科研團(tuán)隊從2010年開始研發(fā)超低溫電池、風(fēng)速儀、能源控制模塊等多種設(shè)備，并多次派出考察隊員前往南極進(jìn)行超低溫觀測野外試驗，最終自主研發(fā)出新一代超低溫自動氣象站。我國也因此于2018年成為繼澳大利亞、美國之后，第三個有能力在南極超低溫地區(qū)開展連續(xù)自動氣象觀測的國家。
新京報：在極地建立氣象站的困難是什么？
丁明虎：在南極建立氣象站，主要是儀器、人方面的困難。儀器要能克服極端環(huán)境，和國內(nèi)不一樣，比如北京的南郊觀象臺面對的最低溫度就是零下十幾二十多攝氏度，而南極甚至?xí)_(dá)到零下八九十?dāng)z氏度，儀器能不能抗住這樣的低溫，這就是一個挑戰(zhàn)。
另一方面，人們很少去南極，儀器就會缺少維護(hù)。我們建極地氣象站，要保證它能夠長期自動運行，那么就得對能源設(shè)計提出很高的要求，而且南極是要無污染的，極地氣象站的太陽能(000591,股吧)板、低溫電池都要經(jīng)過特殊設(shè)計。具體來講，要考慮極夜期間沒有太陽能，要充分計算氣象站消耗的能量，計算電池能不能在極夜期間保障傳感器順利運行；夏天南極太陽高度角比較低，要考慮太陽能不能充分給電池供能，還要考慮太陽能板的體積影響等一系列問題。
此外，人也要克服低溫、大風(fēng)天氣，就算在南極的暴風(fēng)雪中也要進(jìn)行工作，迅速把氣象站裝完，還要保證不出錯。
新京報：極地氣象站多久需要一次人員維護(hù)？
丁明虎：我們一般把極地氣象站的壽命設(shè)計為6年至10年，這期間不需要人員維護(hù)。但是時間長了，氣象站觀測的精度會降低。另外南極不斷有降雪，而且不融化，會逐漸把氣象站掩埋。所以到一定的時間就要新建一個氣象站來無縫替代。
昆侖站、泰山站在南極的這5年、9年，就是一直在檢測氣象站是不是具備長期的極地觀測能力。目前國內(nèi)的氣象站，基本上安裝完就可以穩(wěn)定運行了，但在極地安裝氣象站，相當(dāng)于我們創(chuàng)造了一個新的東西，各個細(xì)節(jié)都要測試。
所以當(dāng)時我們設(shè)計、安裝完之后，并不知道效果如何，一定要在極地測試一段時間，才能說成不成功。2010年到2011年間，我去南極裝了panda-1氣象站，當(dāng)時還沒有昆侖站、泰山站，也是通過panda-1氣象站積累了不少的經(jīng)驗，就是通過這樣不斷的改進(jìn)，才有了后來的多個氣象站。
新京報：在極地氣象站的設(shè)計上需要考慮什么？
丁明虎：早期我們設(shè)計極地氣象站時，整體上比較粗糙，以解決從無到有為第一目標(biāo)，也就是我們先保證能建一個站，到南極能安裝成功，進(jìn)而正常開展觀測，沒有考慮它的便利性。
但是設(shè)計不完善，就會對人有很大的挑戰(zhàn)。在起初的設(shè)計中，安裝過程比較復(fù)雜。在北京裝一個氣象站要花一個半小時，在南極裝就要半天。事實上很少有人能堅持在南極的大風(fēng)低溫天氣下在戶外工作半天，一般半小時就頂不住了，會凍傷。
2010年年末至2011年年初建panda-1氣象站的時候。當(dāng)時零下40多攝氏度，風(fēng)有7、8級，因為需要做接線、擰螺絲這些細(xì)活，也不能戴手套。當(dāng)時想要么放棄，要么就堅持工作，想想好不容易花好幾個月到南極，不能放棄，就堅持完成了工作。最后我和好幾個隊友都凍傷了。
所以在最近幾年，我們著重考慮設(shè)備的安裝便宜性、自動化能力，降低人野外工作的難度，減少野外工作人員要面臨的風(fēng)險。
新京報：去南極考察的人員要具備什么樣的素質(zhì)？
丁明虎：我一共去過三次南極，去采集樣品、監(jiān)測環(huán)境、建設(shè)氣象站。極地考察隊員要經(jīng)過身體、心理層層考查，身心都要很強大，還要經(jīng)過訓(xùn)練后才能去。
在南極內(nèi)陸考察時，一直住在車上，一般要待兩個月左右。我們分隊每次只有十幾個人，長期生活在狹小、極端的環(huán)境里，又遠(yuǎn)離人類聚居地、通訊不暢，還會經(jīng)常遇到危險，心理素質(zhì)不高的人是不行的。困難有很多，比如惡劣天氣、冰裂隙、車輛故障，包括工作任務(wù)無法完成。歷經(jīng)千辛萬苦到了南極，結(jié)果任務(wù)完不成，人是會很有壓力的，所以大家都拼命去完成工作。
另外，在南極這樣的極端環(huán)境之下，冒著暴風(fēng)嚴(yán)寒承擔(dān)更多的工作，就意味著多了一些生命危險。所以不僅身體、心理素質(zhì)要強大，還要學(xué)會合作。咱們國家在南極已經(jīng)建設(shè)了十幾個氣象站，全部都是多部門合作完成的，中國極地研究中心、國家海洋環(huán)境預(yù)報中心、中國氣象科學(xué)研究院、中科院冰凍圈國家重點實驗室，都為了南極的觀測站網(wǎng)做出了很多的貢獻(xiàn)。
新京報記者 王景曦
編輯 劉茜賢 校對 吳興發(fā)
