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中国计量人首次建立南极中山站绝对重力校准点纪实


  来源: 中国质量报 时间:2020-08-06 编辑:仪器仪表WXF
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2019年11月20日,科考队顺利抵达中国南极中山站。11月21日,粟多武和课题组另两名成员便展开新建重力点位的选址调研工作,最终选定了位于南极中山站站区的莫愁湖西侧山坡。

中山站位于南纬69.4度、东经76.4度,所在区域为拉斯曼丘陵地带,紧挨着海边和南极冰盖,地形为高低起伏不平的丘陵和小山。12月和1月为中山站的夏季,夏季白天最高气温仅5℃,早晚约-5℃,且经常刮5-6级风,有时阵风达到10级。


低温、大风、暴雪、人力紧张及地形复杂,是粟多武整个工作周期内面临的最大困难和挑战。


12月1日,课题组3人开始了浇筑重力校准点位的工作。该点位是一个为长宽各为1.2米、高0.3米、重约1600公斤的混凝土水泥墩。由于12月4日上午课题组另外2人要乘直升机离开中山站,而中铁建工的混凝土搅拌车要半个月后才开始工作,为了赶进度,他们果断采取人工浇筑的方式进行。


粟多武斗风战雪抢时间搬运浇筑用原材料

◎粟多武斗风战雪抢时间搬运浇筑用原材料


从当天早上8点开始,他们陆续搬运了一两百公斤的石子和500多公斤的浇筑用原材料。但是浇筑混凝土,3个人都是第一次。一位来自中铁建工的队友成了“救兵”。从下午1点直到晚上10点,4个人在不平的山坡上,连续工作近9个小时,终于完成了重约1600公斤的混凝土的搅拌、浇筑工作,然后大家才去食堂吃饭。“这天户外的最高气温只有0℃,我穿着短袖干活仍然出汗,衣服都湿透了。”饭后,粟多武每隔2小时,还要对新浇筑的水泥墩进行平整工作(防止水泥墩有气泡空隙而导致强度不够)。经过连续近20个小时的工作,最终顺利完成了新建重力校准点位的基础设施建设工作,这时已是12月2日的凌晨4点。


◎撸起袖子加油干


2020年2月1日,中山站入冬第一天。这天的天气预报原本为白天风力7-8级,晚上阵风9-10级。但早饭过后,人们从食堂出来发现此时风力已经超过了8级,并夹杂着大雪,令行走都十分困难。粟多武进到工作帐篷开始操作仪器,这时帐篷的门帘和窗帘都已经被大风吹开了,雪花陆续飘了进来,整个帐篷的金属支架也随着大风不停的晃动,响声巨大,帐篷有种随时被撕裂的感觉。


为了确保安全,粟多武临时改变了仪器的工作时间,上下午各运转3个小时,中饭时仪器进入待机状态。就这样当天共获得了6小时的有效数据。测试结果表明,在10级狂风的野外环境下,由中国计量院自主研发的高精度绝对重力仪仍能正常工作,且达到了设计指标。这也是粟多武首次在极地恶劣环境下获得的第一手宝贵数据。


极端艰苦、恶劣的自然环境并没有阻挡住粟多武完成任务的勇气和信心。从第一个老的重力点位Z001(位于中山站天鹅岭六角楼附近,由原国家测绘局建设)开始正式观测到新建的重力校准点位J001观测结束,前后共76天。其中,Z001点位观测了31天,J001点位观测了45天。粟多武坚持每天测量8-12小时,获得大量一手数据,并完成了课题的验收指标。


◎中山站莫愁湖西侧新建重力校准点位J001的观测场地内外

◎中山站莫愁湖西侧新建重力校准点位J001的观测场地内外


03、未来路


这次历时半年的南极科考,在与大自然的飓风、暴雪战斗中,考验的是计量人的身体和精神。“好几次为了防止设备被风暴破坏,我整宿都睡不着要到现场查看,有时遇上临时停电这样的突发状况,也需要我冷静分析,克服困难。”南极极端恶劣的自然环境虽然困扰着粟多武的日常工作,却也为他带来了别样的体验。


随着观测任务的结束,粟多武说,今后,科考队的有关单位的海洋重力仪器随时可以直接放置在新建的J001重力校准点进行测试或者用相对重力仪把重力值引到海洋重力仪安装位置,跟该点位的绝对重力值进行对比,从而进行漂移改正,整个过程不超过半小时,大大提高了海洋重力仪器测量结果的准确性和不确定度。


吴书清表示,中国计量院作为国家计量院,后续也计划将为我国极地科考提供更多计量支撑。例如,在已有的光频梳和原子磁力仪研究成果基础上,实现现场激光波长校准和地磁场校准,进而具备远程时空基准全参数量值溯源能力,并计划研发移动式集成校准装置。


参加印中俄澳四国极地学术交流

◎参加印中俄澳四国极地学术交流


关键词:南极中山站 绝对重力校准点 计量人    浏览量:11902

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