紅白相間的雪龍2號科考船在藍色海水中穿行，向著極地進發。這其中，有著航天人的深深牽掛。

不到一年的時間內，雪龍號、雪龍2號相繼搭載航天科技集團九院704所自主研發的大氣探測激光雷達設備進行科考。

這是我國首次利用激光雷達對南極圈—赤道—北極圈航路氣溶膠進行走航式連續觀測，也是首次對南、北極圈實現跨季節連續觀測，獲得了豐富的多緯度、多季度、多類型氣溶膠信息，填補了數據空白，受到用戶高度評價。

據悉，極地氣溶膠探測，對氣象、海洋、環境保護等公益事業以及相關應用具有十分重要的科學價值和戰略意義，可為全球氣候變化研究、和平開發利用兩極、生態治理保護等提供一手數據支撐，已成為世界主要發達國家關注的焦點和熱點。

首次實現跨赤道兩極海上氣溶膠探測

“這臺設備隨船去了兩極，在路上一直處于工作狀態，相當于繞了地球一圈來收集氣象數據。”704所研發中心19室主任趙一鳴表示。 2019年10月~2020年4月，704所的大氣探測激光雷達受邀搭載雪龍號南極科考船，圓滿完成了我國第36次南極科考任務。 2020年7月，704所激光雷達再次獲邀搭載雪龍2號極地科考船，參與我國第11次北極科考任務。

據了解，這一圈走航式的科考之旅收集到的氣象數據主要與氣溶膠相關。簡單來說，氣溶膠就是懸浮在氣體介質中的固態或液態顆粒所組成的氣態分散系統，其存在能夠對全球氣候變化帶來直接影響。 “過去在海上和兩極地區并沒有直接觀測的手段，所以開展這種跨赤道跨緯度帶的氣溶膠分布規律研究對全球氣候變化研究至關重要。這也一直是各國研究的熱點。”704所激光遙感專業負責人告訴記者。 據趙一鳴介紹，目前若要對大氣污染物實現追蹤，主要有兩種方式：一種是通過模型追蹤；另外一種是觀測追蹤，即用衛星等實時觀測手段進行追蹤。 但目前我國在對污染物進行模型追蹤方面還不成熟，主要是因為缺乏完善的數據，導致無法構造數值模型。另一方面，雖然可以通過衛星來觀測，但事實上，衛星的數據又不夠豐富。 不到一年的時間內，704所的大氣探測激光雷達從上海出發到南極再到北極，這期間獲得了連續的大氣數據，為海洋和大陸的大氣交換研究提供了一手的科學資料。

數月的海上漂流：顛簸、高鹽、高濕

據介紹，隨船的大氣探測激光雷達采用1064納米波長激光發射，探測距離超過15公里，距離分辨率15米，具備偏振探測、掃描探測能力，可提供消光系數、能見度等氣象信息。 704所這款激光雷達的激光器、探測器等核心單機具備自主知識產權，技術水平已達到國際先進、國內領先水平。

■ 安裝在科考船甲板上的雷達設備 雷達設備被安裝在科考船的甲板上，相當于完全裸露在外界環境中，風吹雨淋都是家常便飯。因此，對于激光雷達而言，隨船在海上漂浮數月，還要確保能夠處于持續正常工作的狀態，并不容易。 704所衛星導航部17室主任艾倫10多年前曾帶著設備隨科考船去往南極，一路上經歷的各種困難和挑戰令他至今記憶猶新：“科考船并不穩當，再加上幾個月的高鹽高濕環境，對人和光學設備而言，都要經受不小的考驗。” 值得注意的是，完成南極圈—赤道—北極圈航路的是同一臺設備，也就是說，這臺設備連軸參加了兩次極地科考之旅，相當于在海上無故障地連續服役了一年。

■在南極天鵝嶺上空瞭望中俄兩站 為確保這一圈科考之旅的順利完成，704所克服周期緊、人員少等困難，除了對設備進行傳統的防鹽霧、特殊抗震等設計外，還做了特殊的氣體防護，確保其激光器和光學艙不受到損害。 另外，為確保用戶能夠更加便捷、高效地操作設備，704所大氣探測激光雷達設備團隊經過不斷努力，實現了對用戶培訓24小時就可以完全交付的速度。 “兩三個小時安裝完成后，基本上就可以開始使用了。這是我們最成熟的一套適用于海上的產品，整個設備已經經過10多年的迭代更新。”團隊負責人表示。 通過兩極科考的考驗，704所激光雷達可靠性、環境適應性和數據完整率、準確性得到用戶高度認可。這同時也是該所激光雷達專業又一次里程碑式成果，實現了產業化與科研探索的完美結合。

■在南極偶遇的阿德雷企鵝

珍貴石頭背后的航天故事

走進704所南苑辦公區，有一塊特殊的石頭映入眼簾，“南極石”3個大字格外醒目。石頭上面鐫刻著周恩來總理的“十六字方針”：嚴肅認真、周到細致、穩妥可靠、萬無一失。

據悉，這份珍貴的禮物是為紀念704所在我國第24次南極科學考察活動中的突出貢獻，由科考隊贈送，記錄了704所執行南極科考任務的責任與光榮。 極地科考項目任務艱巨，704所曾數次選派優秀青年技術骨干攜帶該所產品參加我國極地科學考察活動，人員及產品都經受了嚴峻的考驗。 光榮的背后，是704所一批對技術和質量不懈追求、懷揣航天夢、強國夢的航天青年。 目前，團隊研制的激光雷達在大氣、植被、海洋等民用領域成功實現航天技術應用，填補國內相關領域空白。 在環境監測方面，激光雷達能夠快速查找污染源，對污染事件進行24小時可視化監控，調取各方向、各時間段視頻記錄，做到隨機抽查，助力環保執法機構對施工企業定量執法、精確執法。 未來，704所將繼續用航天技術為我國海洋氣象事業提供更多有力支撐。

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