南极

冰川上的三代薪火相传

数十年来,罗德与施瓦茨的短波技术一直为意大利南极研究站工作人员与家人之间的通信提供保障。

偏远地区只能通过两种方式进行长距离通信:卫星或短波无线电。现代卫星电话与移动电话的尺寸差不多,是在偏远地区进行移动操作的唯一选择。

但是,如要在有电力供应的地区进行固定操作,则还有另一种选择,即短波无线电。这种方案的优势包括零连接费用、不受基础设施限制以及全天候可用。

当然,在远离文明的恶劣地区可以同时使用这两个选择,以确保有备选方案。意大利的两个南极站正是采用这样的策略。对于处于卫星视野范围内的地区(极地地区全天均不处于覆盖范围内),可以选择使用卫星方案。否则,则使用基于罗德与施瓦茨技术的短波无线电作为后备方案。

即使已使用 30 年,性能仍一如既往地可靠:马里奥·祖切利站的 1 kW R&S®XK859C1 收发信机。
即使已使用 30 年,性能仍一如既往地可靠:马里奥·祖切利站的 1 kW R&S®XK859C1 收发信机。

ENEA 依靠专业设备

早在 1988 年,意大利国家新技术、能源及可持续经济发展署 (ENEA) 便已为位于特拉诺瓦湾(罗斯海)的马里奥·祖切利站配备了罗德与施瓦茨的短波技术。ENEA 购买了一个 1 kW R&S®XK859C1 收发信机、一个 150 W R&S®XK852C1 收发信机和一个 R&S®EK890 接收机,均是当时的一流设备。

根据使用该技术的良好体验,由意大利与法国联合运营的康宏站在 14 年后也同样配备了罗德与施瓦茨的短波设备。该研究站最初仅在夏季开展工作,配备了一个 R&S®XK852C1 收发信机和一个 R&S®XK2100L 收发信机(功率均为 150 W)。在 2019 年初,该研究站增添了一台功率为 1 kW 的 M3SR®Series4100 系列收发信机。

船载无线电室或海岸电台同样使用 M3SR®Series4100 系列短波无线电,涵盖了远程船对船和船对岸通信。
船载无线电室或海岸电台同样使用 M3SR®Series4100 系列短波无线电,涵盖了远程船对船和船对岸通信。

短波无线电实现独立操作

在此期间,业余无线电产品也进行了测试,但却不敌当地平均温度为 –54.5°C 的恶劣气候。相反,罗德与施瓦茨的无线电技术专为陆军和海军开发,并符合严格的军用标准,不会轻易屈服于恶劣环境。

尽管短波无线电仍具有一定的吸引力,但先进的无线电技术已在另一层面进行操作。由于短波性能在很大程度上取决于大气条件,因此以往无线电操作员需要掌握必要的专业知识,但现在这一切都交由无线电处理器管理,可自动确保最佳无线电链路。

用于语音和数据传输的数字波形也可以根据媒介进行调整。仅传输率受到与较小可用带宽相关的物理限制。高级波形的传输率约为 20 kbit/s。短波是唯一无需中继站即可实现全球点对点连接的媒介。

自 2005 年以来,意法联合开设的康宏站全年有人驻扎。
自 2005 年以来,意法联合开设的康宏站全年有人驻扎。

可靠的气候预测从未如此紧迫

康宏站位于南极高原的冰穹 C (Dome C) 地区,海拔 3233 m。法国和意大利根据极地计划联合维护该研究站。继俄罗斯沃斯托站和美国阿蒙森-斯科特南极站之后,康宏站成为第三个常年有人驻扎的南极研究站。

20 世纪 90 年代,欧洲南极冰芯计划 (EPICA) 选择在冰穹 C 地区钻取地球上最古老的冰芯。该计划旨在再现地球的气候历史,并改善未来气候发展预测。

2775 m 深度下钻取的冰芯(EPICA 项目)。
2775 m 深度下钻取的冰芯(EPICA 项目)。

搜寻古代冰芯

钻探活动从 1996 年持续到 2004 年底,深度已达 3270 m,距离基岩仅几米。采集到的最古老的冰样大约有 80 万年的历史。

但是,地质资料的分析结果表明,在所谓的中更新世过渡期之前(即在出现确切的地质年代表时期之前),冷期(冰河期)和暖期(间冰河时期)每隔 4 万年交替出现。此后,交替期延长到大约 10 万年。

出现这种变化的原因尚未知晓,这也成为康宏站科学家目前的一个研究主题,参与人员包括不来梅港艾尔弗雷德韦格纳极地和海洋研究所 (Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research) 的科学家。岩石样品不含任何残留气体,无法提供任何线索。因此,需要按年代顺序钻探更深的冰层。

车辆穿梭在从康宏站到小冰穹 C 钻探点的路上。来源:Robert Mulvaney,英国南极调查局 (BAS)。
车辆穿梭在从康宏站到小冰穹 C 钻探点的路上。来源:Robert Mulvaney,英国南极调查局 (BAS)。

各国聚焦不同的搜索区域

寻找合适的钻探位置是 EPICA 后续任务“超越 EPICA,探寻最古老的冰芯 (BE-OI)”前一阶段的里程碑。研究人员现在希望找到自己想要的东西。目前已在距离研究站仅 40 km 的地方确定了一个直径为 3 km 的钻探地区。2021 年将开始进行钻探,并且将先行钻到 100 m 深度以测试技术。

目标是在 2024/2025 年完全穿透钻探点的冰盖,深度为 2750 m。之后将耗时一年进行评估。除了欧洲科考人员在冰穹 C 地区开展 BE-OI 项目之外,其他科考团队也在努力突破百万年大关,包括在富士冰穹地区工作的日本考察队和在冰穹 A 地区工作的中国考察队。为此,各国成立了国际冰芯科学研究计划 (IPICS) 以激励各考察队在南极冰芯项目中开展友好竞争。

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