长城站科学考察现场实施计划

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	人民网 >> 科教 >> 科技	2000年12月29日14:55

长城站科学考察现场实施计划

    中国第十七次南极考察队将分别于2000年12月初和2001年1月初乘飞机赴长城站和中山站现场执行度夏和越冬的科学考察任务。与往次队不同的是，由于“雪龙”船整修，此次中山站队将乘澳大利亚的“极光”号船赴中山站。

    17次队的科考现场实施计划，是在各执行单位提出局面建议的基础上，经过会议协调产生的。长城站、中山站和各项目执行单位及现场执行人依据此计划认真做好筹备与现场执行工作，按计划完成第17次科考任务。

    需要特别强调的是，由于南极考察工作的特殊性，每一个数据资料和样品的获得都是来之不易的，它既是科研人员进行研究工作的基础依据，更是国家的宝贵资源和财富，对此，每一位赴现场执行人应予以足够的重视，在完成科考任务的同时，要整理好各自有关的样品和数据资料，并及时向极地所提交数据。   长城站科学考察

    一、GPS国际联测（度夏）

    课题名称：南极现代地壳运动和内陆冰盖运动及其动力学研究（国际合作项目）

    执行人：周春霞  武汉大学（原武汉测绘科技大学）

    （一）课题历史背景、目的和意义

    南极板块运动监测等地球动力学问题，是国际南极地学界多年来关注的大尺度、长周期研究计划，属于南极环境长期变化的研究范畴。自1992年开始，SCAR组织协调十几个国家30多个南极站参加每年一度的连续22天的全南极GPS会战联测。我国是1994年开始参加该项国际合作研究的。

    GPS国际联测是由SCAR-WGGGI（国际科联南极研究科学委员会下属的大地测量与地理信息工作组）组织实施的一项国际大型合作科研项目。其目的、意义在于：

    1、测量南极板块与各相邻板块以及微板块之间的相对运动速率和其运动方向；

    2、确定南极板块内部的各个地壳块体之间的相对运动；

    3、统一南极的垂直系统的基准，确定各南极验潮站的海拔高程；

    4、进行由于冰盖融化和海洋负荷变化引起的南极岩石圈的垂直运动等“全球与南极的相互作用”方面的科学研究。

    （二）具体实施计划

    本次国际GPS联测的时间为：2001年1月20日00:00（UTC）—2001年2月10日24:00（UTC），共计22天时间，要求每日24小时连续观测。

    本次联测所采用的Turbo Rogue SNR8000接收机由武汉测绘科技大学国家重点实验室提供，其具有L1、L2双频相位输出，且能接收GPS卫星元P1、P2双P码，为国际先进、高精度的、国际联测和全球许多IGS（International GPS Service）站点普遍采用之接收机。

    联测的点位位于长城站气象栋北侧一巨石顶上。该石被地质学家认定为基岩，长期稳定，其位置可代表地块的变化。我们已在该点上建造了GPS水泥观测墩。将接收机天线按要求置于观测墩上，并将接收机主机和控制器放在观测墩附近的帐篷里。利用长城站提供的交流电，通过电缆线、直流整流器，接到接收机上，电压保持在12V。设置好接收机相应的参数后，开始观测。在数据采集过程中，要随时观看接收机显示器上记忆卡存贮量的变化，以及接收机工作是否正常。仅每日24:00前关闭接收机，将当日数据传入计算机，然后再次打开接收机，继续下一天的观测。

    本站所采得的22天数据以及中山站同时段数据，将连同观测记录资料寄往SCAR-WGGGI项目负责单位，所有联测数据对参加国共享。我们将得到全球30多个站点同时段联测数据，应用相应数据处理软件进行处理，从而可得到板块运动情况，并进行GPS轨道精化、高空电离层及气象预报的研究，发表相应论文。

    （三）现场所需的支撑条件

    1、电力人员的协助：GPS接收机需要24小时连续观测，其供电使用交流稳压电源和后背式蓄电池。交流电需站上电力人员协助将220V电源从气象栋接至巨石下。另当站上发电房柴油机并机或进行电力维修进需提前通知本项目，观测人员要准备好蓄电池，并于并机或维修之前切换至蓄电池供电方式。等并机或维修完成之后，再切换到交流稳压供电方式。

    2、站上提供应急稳压电源：为防止意外断电，需要站上准备汽车电瓶（12V），随时应付万一发电房并机失败和稳压电源烧毁等意外事故造成的跟踪中断，避免数据丢失或数据失真现象的发生。

    3、每日必备的支撑工具—计算机：在每日24小时连续观测之中，要在24:00前关闭接收机，并迅速将当日数据传入计算机中（使用站上公共计算机），再拷贝到软盘。要求计算机最低配置：P166以上，32M内存，500M剩余磁盘空间，安装有DOS或Windows98操作系统，有一个空闲的RS232供接驳接收机数据口，最好配备有光盘刻录机。且在联测期间要求在固定时段（2001年1月20日—2001年2月10日长城站当地时间每晚19:30—20:30）能够保证使用。

    （四）其他需要说明的问题

    1、为保证数据的完整性和课题的一些相关研究，参照国外站的普遍做法和16次队的现场经验，尽可能多的采集有用的数据。此次GPS联测拟根据具体情况提前和推迟数日。计划于2001年1月10日开始，至2001年2月28日结束，共可采得50天GPS数据，将对我们进行GPS研究起到很好的作用。还需站上队友和相关人员给予支持。

    2、联测气象观测资料对于GPS研究是必需的，因此需要在联测结束之后请气象观测的同志提供联测期间的常规气象资料。

    3、获得的有关数据的交换与存档，按国家海洋局极地考察办公室规定执行。

    二、人类活动对南极乔治王岛海鸟生态的影响（度夏）

    课题名称：人类活动对南极乔治王岛海鸟生态的影响（基金项目+国际合作）

    执行人：王自磐               国家海洋局第二海洋研究所

            Hans-UIrich Peter    德国JENA大学生态研究所

            Pfeiffer Simone      德国JENA大学生态研究所

    （一）课题背景

    南极乔治王岛是国际南极科学考察、旅游等人类活动最为频繁的地区之一。这对岛上自然生态环境，包括植被和动物群落造成极大影响。1985年以来，中、德等各国科学家进行了有关人类活动对岛上生态环境影响的研究，发现本岛原始植被分布范围减小，外来种类迁入，以及多种海岛繁殖力下降等等。1999年中德科学家在相互学术交流中酝酿，并促成在本岛进行合作研究。以了解迄今为止人类活动对本岛生态环境所造成的危害程度，并推进各国在本岛的生态环境保护，也为国际南极组织制定环保计划提供科学依据。

    （二）具体实施计划

    1、具体内容：

    （1）长城站邻近区贼鸥种群生态观测采样

    （2）长城站邻近区贼鸥食性观测采样

    （3）其他重要南极海鸟种群及相关植被生态观测与采样

    （4）菲尔德斯半岛区各国考察站环境现状

    （5）菲尔德斯半岛区人类活动类型与频率调查

    2、考察方法和手段：

    （1）野外作业，贼鸥种群大面和观察点的定期采样观察记录，生态活动群的不定期采样观察。对整个作业区进行分片定人员包干完成。

    （2）观察点GPS定位。

    （3）室内实验样品处理，样品分类与分析。

    （4）观察资料和数据的初步分析计算，信息输入。

    3、使用的仪器设备名称等：

    （1）烘箱（温度范围+250℃），冰柜（温度-15℃）

    （2）生物电子天平。

    （3）普通生物显微镜（双目解剖镜）2台。

    （4）微机2台（站上公共微机）。

    （5）野外GPS（自备）。

    （三）现场需要的支撑条件：

    1、交通工具

    （1）西北部车行最远点智利机场，东北部至乌拉圭站，及其他各区活动；

    （2）海上主要通往Dart岛，纳尔逊岛北海岸观测点。

    2、通讯工具：对讲机，按站上野外作业规定领用通讯工具（站上提供）

    （四）其他需要说明的问题：

    1、活动范围及时间

    大面观测：在整个半岛区作大面观测，计划进行3次

    （1）12月初，首次全半岛普测，绘制贼鸥等海鸟分布图；

    （2）中期大面观测；

    （3）后期（1月底）大面观测。

    重点观测：设3个基地观测区和4个自然观测区

    基地观测区：

    （1）长城站观测区，包括菲尔德斯半岛中部分水岭和兰哲湖以南，西湖高地东部，包括长城站、长城海滩、燕鸥湖、半三角；

    （2）智利观测区，包括菲尔德斯半岛中部分水岭和兰哲湖以北，至西海岸、弗雷站、机场、别林斯高晋站；

    （3）乌拉圭站观测区

    自然观测区：

    （1）机场以北区，包括珍珠河、天鹅湖、基太湖以北海岸地；

    （2）企鹅岛及其邻近区；

    （3）Dart岛以及奈尔逊岛北岸等；

    （4）Barton半岛。

    2、野外观测点连续工作时间超过24小时（需要过夜，站上提供帐篷1个、睡袋1套——极地所借用）的地点为：

    a、菲尔德斯半岛北观测区（机场以北）；

    b、Dart岛观测区，包括西海岸点；

    c、乌俄公路沿线各点。

    3、站上工作条件

    （1）样品处理间1间，面积25—30平米，带工作台和水池、电源等。

    （2）样品观测分析室1间，面积25—30平米，有工作台和水池、电源等。

    4、获得的有关数据的交换与存档，按国家海洋局极地考察办公室规定执行。

    三、长城站气象常规观测（度夏、越冬）

    执行人：杨志彪  中国气象科学研究院

            张文义  国家海洋环境预报中心

    （一）目的意义

    常规气象观测是气象工作和大气科学发展的基础，全球大气是一个相互作用的统一整体，南极地区的气象台是世界天气监视网中不可缺少的重要组成部分。目前在南极地区已有20个国家建立的52个有人气象站和64个自动气象站，列入了全球天气监视网（WWW）或全球自动观测中继系统（ARGOS），其中也包括我国的长城站和中山站。南极是全球气象资料最贫乏的地区，气象台站的密度远小于人类居住的其它地区，在卫星遥感技术飞速发展的现代，为了对卫星遥感资料提供地面验证，以及由冰雪代用资料建立南极地区长期气候序列，南极地区的地面现场气象观测仍是不可取代的。

    （二）观测历史

    我国的南极常规气象观测起步较晚，从1981年起，国家南极考察委员会才陆续派人赴国外南极考察站进行气象考察，为我国独立建站做准备。1985年2月建成了中国南极长城站气象站，目前，长城气象站已初具规模，地面观测系统，发报、气象通讯系统基本实现了遥测和自动化，达到国外站同类水平。长城气象站常规气象观测的业务维持由中国气象科学研究院负责，考察人员由中国气象科学研究院和国家海洋环境预报中心推荐派出。

    （三）与研究计划的联系

    在长城站和中山站得到的常规地面气象资料，是我国独立在南极取得的，它对我们认识南极是非常宝贵的。资料的观测、整理、审核等工作是完全按照中国气象局的地面气象观测规范进行的。长城站和中山站的常规地面气象资料，在南极“八五”和“九五”国家科技攻关课题的气象、海洋、地理地貌、冰川、生物、医学、环境、建筑等学科研究中得到了广泛应用。

    （四）仪器状况评估和今后的发展

    南极长城气象站已正常运行了16年，为我国的南极气象考察与研究取得了第一手资料。自14次队起，开始对南极长城气象站及中山气象台的常规地面气象观测系统进行更新和改造，逐步完善和改进南极站气象常规观测系统，确保目前正在进行的观测在同一基准上继续下去。

    自九次队两站安装了气象卫星接收和处理系统以来，该系统为站区的短期预报和对南极地区的海冰及冰-气-海相互作用的研究提供了更详尽的资料。长城站气象卫星接收系统由于客观原因一年多时间不能正常工作，该系统因高湿的环境条件及某些原因元件已损坏，需经过维修或更换元件重新调试后才能恢复正常工作。

    （五）现场执行内容

    1、常规气象观测：每天进行4次定时地面气象观测（北京时02、08、14、20时），编制气象电报，由考察站的通讯系统通过智利弗雷气象中心将资料传入世界天气监视网。按地面气象观测规范要求，白天守班，随时监测和记录天气变化。长城站的观测项目有：云，能见度，天气现象，风向，风速，温度，湿度，气压，日照及地温，深层地温，降水和蒸发。

    2、气象资料的接收：利用气象资料无线短波接收系统，接收南极地区和南美洲南部的天气图、气象报以及站区附近地区冰情图；利用高分辨卫星资料处理和图像显示设备获取和记录高分辨NOAA卫星的AVHRR与TOVS数字及图像资料，并为站区气象预报和海冰冰情分析提供现场图像和资料服务。

    3、天气分析和预报：利用接收的气象资料，结合本站观测资料，对站区的天气形势进行分析，每天根据站区施工和野外科学考察的需要，向全站提供短期天气预报服务。

    4、气象资料的整理：每日常规观测资料按规定格式录入计算机，并对常规观测的气象资料进行初审。编制气象资料月报表和年报表。每月初，将上月气候简报发往极地办并转气科院极地气象研究室。

    5、海冰观测：每天2小时的海冰、冰山分布、海水温度观测，并对收集的资料及对应的温、压、湿、风气象资料进行整理。

    （六）其他需要说明的问题

    获得的有关数据的交换与存档，按国家海洋局极地考察办公室规定执行。

    四、停止地震常规观测善后工作

    执行人：郭英林  国家地震局地球物理研究所

    经商国家地震局地球物理所，长城站地震常规观测取消，观测截止至16次越冬结束。为了作好善后工作，长城站两任站长应给予足够重视，安排好各项工作。精密仪器（宽频带数字化地震仪、地磁观测系统监视器等）视情况由16次队越冬观测人员郭英林随队带回（托运费用由地震局地球物理所支付），其他外围设备由17次队长城站包装后由18次队运回。全部工作由郭英林牵头负责，17次队长城站负责协助并提供方便。郭英林在17次度夏期间由17次队管理，并视工作情况可延至17次队度夏结束时回国。