南极纪行 | 深海“观测站”布放记

在中国第40次南极考察大洋调查中，规模和难度最大的作业当属海洋潜标系统的布放和回收。考察队依托“雪龙”号在位于东南极的宇航员海和普里兹湾，克服时间紧、风浪大等困难，共成功布放潜标系统4套，回收潜标系统6套，交出了一份优异的答卷。

 

海洋潜标系统是由多个仪器设备组成的纵向系统，可对海洋中一个剖面的水下环境进行长期定点多参数的观测，是海洋环境立体监测的重要手段。一根长长的缆绳将多种海洋观测仪器串联起来，下部有一个重块，沉入海底起到锚定作用，在浮球最顶端、中部和底部分别固定几组浮球，使潜标系统在海中保持竖立，从而使各类仪器能够观测目标水深的海洋环境。负责此项作业的考察队员郭桂军介绍说，海洋潜标系统中常见的仪器设备包括温盐深剖面仪（CTD），能够精确测量海水深度、温度、盐度等参数，对南大洋冰间湖形成机制、热盐环流效应等研究有重要意义；沉积物捕获器能够在水中一定深度按照预先设置的工作程序自动定时收集水中沉降颗粒物质。而在串联整个潜标系统的缆绳和底部的重块之间装有声学释放器。潜标回收时，通过甲板单元发射信号可触发释放模式，使其脱开与重块的连接，从而使整套系统上浮。

 

布放潜标系统之前，考察队员要提前做好准备工作，将各种仪器设备、浮球、声学释放器等按照设计图纸串联、固定好。当“雪龙”号航行至目标位置附近时，布放作业便正式开始。通常有十几名考察队员聚集在艉甲板作业平台，大家分工明确，齐心协力。有的负责放仪器设备入水，有的负责拉扯缆绳等。潜标系统从顶端开始布放，先是顶部的第一组浮球入水，然后依次是各种仪器设备以及第二组、第三组浮球……它们在海面漂浮着如一条蜿蜒的长龙。最后，缆车将底部的水泥重块吊起，一名队员负责操作脱钩器，让重块入水带着潜标系统沉入海底。这次大洋调查布放最长的潜标系统长达3950米，从第一组浮球入水到重块入水，耗时两个多小时。

 

考察队员布放潜标系统，沉积物捕获器入水

 

这时，布放工作仍未结束。郭桂军取出甲板单元，用上面连接的水听器向海底发送声学代码，接收声学释放器回传的信号，测定其距离。“雪龙”号在海上漂航，郭桂军需要在不同的位置重复测量第二次、第三次，通过三次测得的距离和坐标信息，计算出潜标在海底“扎根”的准确地点。“三点定位”工作，至少也要持续一个多小时。

 

潜标系统可在水下连续观测，通常一年后回收，在海况不允许回收的情况下，才会顺延到下一年回收。这次回收的6套有5套是中国第39次南极考察布放，另一套是第38次南极考察期间布放。回收潜标系统，是件颇具挑战性的工作。“雪龙”号到达要回收潜标系统的位置后，考察队员用甲板单元发送释放信号，浮球带着长长一串仪器设备上浮。这时，考察队员们纷纷向海面瞭望，寻找浮球。大家都希望能成为第一个发现浮球的人。若是浮球浮出海面后离船较近，自然很快就会被发现，若距离较远，在茫茫大海中寻找几个红色小球，真不是一件容易的事。找到浮球后，如何将缆绳钩住拉回船上，是第二个挑战。通常，“雪龙”号有两种“武器”，一是橡皮艇，二是无人机。然而今年作业海域总是狂风大浪，浪太大，橡皮艇下水不安全，风太大，无人机飞行不安全。在困难面前，考察队开创了第三种方式。只见“雪龙”号渐渐驶近海面的浮球，大副刘少甲来到甲板，他手持的气动式抛绳器能够将带钩的绳索抛出100多米远。“嘭”的一声，铁钩带着一道绳索飞出，恰好射到了连接浮球的缆绳中间，在回拉的过程中钩住了缆绳，从而将其拉上了甲板。这一方法屡试不爽，不仅解决了天气海况差的问题，还提高了回收效率。

 

考察队员将潜标系统的浮球回收上“雪龙”号甲板

 

考察队员梳理缆绳，布放潜标系统

 

回收潜标系统的顺序和布放相同，都是从顶部的浮球开始。随着一件件仪器设备被绞车拉上“雪龙”号甲板，在大洋深处持续工作了一年的“观测站”重见天日，宝贵的观测数据将为南大洋科学研究提供有力支撑。

 

普里兹湾海域大洋作业的最后阶段，考察队在不到一天的时间内回收两套、布放一套潜标系统，效率之高令人惊讶，靠的是拼搏，是智慧，是创新。

 

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编辑：郭俊丽

校对：张   凡

审核：梁   忠

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