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塔克拉玛干沙漠中的“追沙人”

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发表于 2018-7-4 03:31:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
  杨帆(右)所在的科研团队在风洞中进行集沙仪效率测定的实验。(图片由中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所提供)
  天山网讯(记者刘一鸣报道)一场沙尘,漫天黄色。在塔克拉玛干沙漠腹地,当大风扬起细小沙粒,来不及戴上任何防沙装备的沙尘研究人员,便眯着眼拉开门冲了出去……
  像这样的“追沙人”总会第一时间冲进那片蒙黄。因为他们是气象人,是观测沙尘暴的研究人员。
  在“追沙人”杨帆眼中,他们的使命是通过一代代人年复一年的研究,为地球科学中沙漠环境、防沙治沙等科学问题以及工程应用做出自己的贡献。
  “很多科研工作者在背后做了10年甚至20年的工作,可能最后的研究成果就只是一个理论或公式,看似简单,过程却十分艰辛。”7月3日,杨帆告诉记者,即便这样,他们的科研团队每个人都在为“使命”赴以全力。
  反复改进 这支科研团队爱“完美”
  6月28日,在世界气象组织(WMO)执行理事会第70次届会上,中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所杨帆(第一作者)等撰写的论文《CWHF高频新型全自动集沙仪的风洞性能测试及野外验证》,荣获第7届维拉 · 维萨拉博士教授仪器和观测方法开发和实施奖。
  这篇论文的“主人公”高频新型全自动集沙仪,是中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所的研究团队用8年努力换得的科研成果。
  “集沙仪作为一种风蚀研究装置,能直接准确测定风沙流中的输沙量和风沙流结构。”杨帆介绍,集沙仪测得的风沙流结构可以准确认识和掌握风沙移动规律,便能为防沙、治沙措施的准确选择提供必要的科学技术依据。
  通过多次数据记录,当不同地区沙尘暴的沙量、强度、风沙高度等信息形成一定可循规律后,掌握这些规律,相关部门便能对不同地区的防沙治沙“对症下药”。就像气象上对于风向的观测,当掌握在一个地区是经常刮东南风或西北风,风力是多少的基础性数据,就能制定相关的防范措施。
  想观测沙尘暴中风沙的运动过程,寻求一种可靠的自动高精度集沙仪非常必要。
  早在2012年,杨帆所在的科研团队便已研发出第一代全自动集沙仪。它拥有国家发明专利,甚至是当时世界上测量精度数一数二的集沙仪。但在实际应用过程中,这个已被认可的仪器,仍有许多有待改进的地方。
  本着小巧化、精细化理念,在内部工作原理不改变的情况下,科研团队开始在第一代仪器基础上进行改进。
  在研发第二代全自动集沙仪时,杨帆等研究员在试验中发现仪器中的两个集沙管由于太细,传感时会搭在一起,影响到测量精度。同时集沙仪进沙量大,水平轴承经常会被卡死。经多次改良,研发团队将轴承更换为全方位开口的固定样式,这一问题才得到解决。
  “二代集沙仪整体外形呈‘L’状,体积较小、轻便,集沙容器底部安装有高精度单点称重传感器,这有效避免了现阶段其他集沙仪由于体积过大导致的安装困难,采样功能缺失等问题……”说起二代全自动集沙仪,杨帆张口便说出它的性能优点。
  做科研 这支团队耐得住寂寞
  建在深入塔克拉玛干沙漠近200公里的中国气象局塔克拉玛干沙漠气象野外实验基地是杨帆他们这支科研团队的常年驻扎地。
  干旱缺水、大风沙尘频发、高温与极寒……塔克拉玛干沙漠的环境,似乎在挑战人类的生存极限。在这样的条件下,杨帆、霍文等科研人员,时常要在沙漠中独自生活、工作一个多月的时间。
  “可能在很多人看来,科研人员都是坐在办公室,研究数据,做理论研究,但其实很多事我们要亲力亲为。”杨帆的同事杨兴华说,他们经常在野外做试验、测量数据、制作仪器和试验装置。
  建站缺水,就靠人工把200公斤的水桶滚到施工地,没有挖掘机,就靠研究员一铲一铲地挖。为了避免高温下工作,研究员每天凌晨四点起床,顾不上吃早饭就得开始试验,中午极热的时候,休息1-2个小时,下午的工作又将持续到太阳落山时……
  刚工作的几年,杨帆每年都要在沙漠中待100多天。满眼的黄沙,他却看着亲切。
  “经常在沙漠里一待一个月,出来回到城里,一下见好多人会有些不适应。”杨帆说。
  在别人看来,“孤独”是难捱的苦,但在这支科研团队中,“孤独”却成为一种“享受”。
  杨帆告诉记者,在沙漠腹地一个人呆着的时候并不感到孤独,因为每天有固定的观测试验和维护仪器的任务。
  “那个时候正好是对自己前期研究成果静下心来梳理和撰写论文的好机会。”杨帆说,如果实在觉得难熬,或者论文没有思路就去光着脚爬沙丘,看看浩瀚的沙漠,心就能静下来。
  省材料 这支科研团队“有点抠”
  “我们曾经为了节省几百米电线,用了近4天时间,硬是疏通了一个废弃管道。”采访中,杨帆的同事霍文打趣说。
  2014年,霍文与杨帆一起来到塔克拉玛干沙漠肖塘观测站进行项目研究。当时观测站在沙漠公路的一边,而工作所需的采集仪器却在路的另一边,俩人需要想办法在观测站与采集仪器之间连通一根光缆和电线。
  当时有两种横跨沙漠公路通线的方案,一是在公路两边架电线杆,二是报备沙漠公路的管理部门,请求挖路通线。
  “这两种方案都不可能实现,资金耗费大,工程量也不小。”杨帆说,可如果不能横跨沙漠公路而选择绕路通线,将多浪费几百米的电线材料。
  想办法投入最少的物力和财力达成预期效果是俩人不谋而合的想法。
  杨帆和霍文找到当地的道班工人,打听起还有什么“另辟蹊径”的方法能让电线成功“穿越”沙漠公路。
  在和道班工人的沟通下,他们得知在沙漠公路下有一条废弃管道,可以将光缆和电线通到沙漠公路的另一边。
  光找管道的两端入口,杨帆和霍文就用了2天时间。
  “顶着太阳就在公路沿线找。”杨帆介绍,好不容易找到了入口,又发现管道因为生锈被堵塞,俩人又来到工地,向工人借钢筋疏通管道。
  近4天时间,这条横穿沙漠公路的管道线终于通了。
  “其实国家对我们科研工作的支持力度一直很大,处处节省,是想让每一分经费都用于真正的科研事业中。”霍文说。
  杨帆在维修探测塔故障仪器。(图片由中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所提供)
  科研团队的研究人员在塔克拉玛干沙漠工作时的场景。(图片由中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所提供)
  科研团队的研究人员在塔克拉玛干沙漠工作时的场景。(图片由中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所提供)


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