2024年秋季，來(lái)自UAK2項(xiàng)目的科學(xué)家和學(xué)生乘坐挪威破冰船KV Svalbard（圖1）參加了一次國(guó)際考察。此次任務(wù)的主要目標(biāo)是在北極中部部署一個(gè)大型海洋觀測(cè)系統(tǒng)。
圖1 | 來(lái)源：NERSC
科學(xué)家們?cè)谏詈２荚O(shè)了四組配備全套儀器的深海浮標(biāo)，用于監(jiān)測(cè)水溫、鹽度、洋流以及聲波傳播時(shí)間。這些浮標(biāo)相距數(shù)百公里，彼此之間相互傳遞聲波脈沖。通過(guò)分析聲波脈沖傳播的時(shí)間，研究人員能夠檢測(cè)到北極水域溫度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)——這項(xiàng)研究對(duì)完善氣候模型具有重要意義。
船上的學(xué)生還參與了“浮船計(jì)劃”行動(dòng)，將裝飾精美的小木船投放到冰上，用來(lái)研究冰川漂移。這個(gè)擴(kuò)展的項(xiàng)目吸引了北極社區(qū)人員和學(xué)童的參與，有助于提高人們對(duì)北冰洋的認(rèn)識(shí)和理解，包括其環(huán)流、海冰覆蓋以及持續(xù)變化。
UAK2項(xiàng)目的核心目標(biāo)是加強(qiáng)海洋研究與工業(yè)的協(xié)作，推動(dòng)雙方在技術(shù)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的聯(lián)合創(chuàng)新。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，納爾遜中心的科學(xué)家們?cè)诒睒O點(diǎn)附近北緯88度（圖2）部署了安德拉（Aanderaa）設(shè)備串聯(lián)系統(tǒng)，在冰上鉆孔將Aanderaa設(shè)備串聯(lián)系統(tǒng)懸掛于水面浮標(biāo)上（圖3）。此次部署旨在探索多點(diǎn)校準(zhǔn)濁度傳感器與600kHz、2MHz兩種頻率的聲學(xué)多普勒流速傳感器獲取的顆粒物測(cè)量數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性與協(xié)同效應(yīng)。研究人員希望通過(guò)結(jié)合這兩種技術(shù)手段，能夠區(qū)分懸浮顆粒（如黏土、淤泥、冰晶、藻類(lèi)）與漂浮生物（如浮游動(dòng)物和浮游藻類(lèi)）發(fā)出的回聲信號(hào)。
圖2 | 串聯(lián)系統(tǒng)的GPS漂移軌跡
另一個(gè)目標(biāo)是收集數(shù)據(jù)用于制定方法來(lái)量化冰層下的不同尺度的湍流。這涉及將多個(gè)頻率的聲學(xué)多普勒海流測(cè)量值與來(lái)自波浪/潮汐傳感器的高頻壓力數(shù)據(jù)相結(jié)合。
圖3 | 來(lái)源：NERSC
長(zhǎng)達(dá)20米的傳感器串聯(lián)系統(tǒng)（圖3）配備約30個(gè)傳感器，用于測(cè)量：
?9個(gè)深度的溫度（圖4）
?3個(gè)深度的鹽度/密度
?3個(gè)深度的壓力
?4個(gè)深度的溶解氧
?5個(gè)深度的濁度
數(shù)據(jù)由SeaGuardII儀器記錄，該儀器位于冰層下方20米的海底。 該儀器配備多普勒流速剖面?zhèn)鞲衅?，用于記錄冰層下方的水流、湍流及顆粒運(yùn)動(dòng)（圖5）。
圖4 | 圖左，圖5 | 圖右
UAK2科考隊(duì)彰顯了科學(xué)、教育與工業(yè)界通力合作推動(dòng)北極研究的強(qiáng)大力量。Xylem的Aanderaa傳感器系統(tǒng)在北極點(diǎn)附近的成功部署，為改進(jìn)氣候模型和了解冰下動(dòng)力學(xué)提供了寶貴的數(shù)據(jù)。這些努力不僅突破了技術(shù)界限，還通過(guò)實(shí)踐學(xué)習(xí)和推廣活動(dòng)激勵(lì)了未來(lái)幾代人。
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