極地環境檢測新進展,守護地球 “冷資源”
近日,極地環境監測領域迎來重大突破,一系列新技術、新成果不斷涌現,為守護地球珍貴的 “冷資源” 提供了堅實保障。
在全球氣候變化的大背景下,極地地區作為地球氣候系統的重要組成部分,其環境變化對全球生態平衡、海平面升降等有著深遠影響。極地冰川、海冰等 “冷資源” 不僅是地球水資源的重要儲備,還在調節全球氣候、維持生物多樣性方面發揮著關鍵作用。然而,近年來極地環境面臨諸多挑戰,如冰川加速融化、海冰面積縮減等,因此加強極地環境監測刻不容緩。
我國科研團隊在極地環境監測技術研發上取得顯著成果。在傳感器網絡技術應用方面,研發出適應極地惡劣環境的新型傳感器。例如,一種基于納米材料的溫度傳感器,可在極端低溫下測量,誤差控制在 ±0.1℃以內,相比傳統傳感器精度提升 30%。該傳感器網絡能夠實時、監測極地大氣、海洋、陸地等多維度環境參數,包括大氣溫度、濕度、氣壓、風速風向,以及海水溫度、鹽度、海冰厚度等關鍵指標,為科研工作提供海量且精準的數據支持。
衛星遙感監測也有新進展。我國發射的 BNU - 1 極地觀測小衛星,重量約 20 公斤,雖小巧卻功能強大。其主載荷 “大視場中分辨率多光譜相機” 可在 500 公里的近地太陽同步軌道,提供幅寬 800 公里、分辨率 50 米的多光譜影像,每兩天就能對南北極地區實現一次完整覆蓋觀測。遇到突發事件時,中高分辨率相機能提供地面分辨率 5.5 米的可見光遙感數據,為極地環境變化研究提供了高分辨率、廣覆蓋的觀測視角。
此外,遠程監控與控制技術讓極地科考站的管理運營。通過該技術,科研人員可在萬里之外對科考站設備進行遠程操控,實時獲取設備運行狀態與環境數據。例如,南極中山站借助遠程監控系統,能及時發現并處理設備故障,將設備維護響應時間縮短至原來的一半,極大提高了科考站運行的穩定性與數據采集的連續性。
在極區冰凍圈微波遙感技術方面,科研團隊取得關鍵突破。通過主動發射微波信號并結合被動接收自然微波,可穿透厚達 3 至 4 公里的極地冰層,清晰探測冰層結構,精度達百米級,垂直方向誤差不超過 5 米,還能識別冰層下的巖石和水系分布。被動微波技術則可測量積雪厚度(誤差不超過 15 厘米)和地下土壤濕度(誤差低于 0.04 立方米每立方米),助力科學家深入了解極地冰凍圈變化機制。
中國科學院青藏高原研究所李新研究員等科學家團隊研究指出,極地區域對氣候變化敏感,當前其重要性在聯合國可持續發展目標框架中未得到充分體現。為此,團隊提出一系列針對性建議,如在氣候行動下添加針對冰凍圈的目標、加強極地居民健康與教育相關指標設定等,以推動極地環境監測與保護工作進一步融入全球可持續發展戰略。
隨著這些新技術、新成果的不斷應用與推廣,極地環境監測的精度、廣度和深度都將得到提升。未來,在全球科研人員的共同努力下,有望更及時、準確地掌握極地環境變化趨勢,為守護地球 “冷資源”、應對全球氣候變化提供更有力的科學支撐,讓極地這顆地球的 “白色明珠” 繼續閃耀,維系全球生態系統的穩定與平衡。