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关键时刻机场能救命 南极建机场要克服种种困难


来源: 北京日报

雪龙船载的KA-32直升机将36名中方科考队员和4名新西兰南极工作人员以及修护物资送上阿代尔角(2月12日摄)。新华社记者白国龙摄

新闻背景

本月初,中国第35次南极考察队乘坐“雪龙”号科考船,离开位于上海的中国极地考察国内基地,前往南极执行科学考察任务。本次考察的一项重要任务是在距离南极中山站28公里的冰盖上,建设我国首个南极永久机场。

只有考察站没有机场很不便

自从1985年2月南极长城站建立,我国的南极科学考察事业便日新月异。至今,我国已建立4个科学考察站。我国自主生产的“雪龙2号”也将于2019年上半年下水投入使用。我国的南极科学考察事业正在迈入世界前列。

目前,我国还未在南极建立自己的机场,这给科研人员以及科研工作带来了很多困难。1988到1989年我国建立南极中山站使用的直升机是租用澳大利亚的。

没有机场,科研人员只能从国内购买一些容易保存的蔬菜带到南极,或者依靠澳大利亚等途经国家的补给。在长期的科考过程中,科考队员只能吃到土豆、大白菜、胡萝卜等几种有限的蔬菜。除了新鲜蔬菜,生活必需品供应也是困扰我国南极科考的“老大难”问题。

此外,没有机场科研人员只能乘船来进行科考,这就导致会在前往目的地的路途中浪费很多时间,不利于有效地进行南极科学考察研究。例如,笔者在1984到1985年以及1988到1989年两次参加南极科学考察,总共时间是一年,但在南极陆地上进行科学考察时间只有不足4个月。如果搭乘飞机,算上转机与等候的时间,也可以多出4个月去进行科学考察研究。

关键时刻机场能救命

实际上,世界上其他大国在南极都有机场,其中美俄最多。根据不完全统计,南极大陆以及周边拥有超过50座机场,仅拥有国际民航组织机场代码的就超过40个,跑道长度超过3000米的机场超过10个。这其中,美国拥有(或共有)的机场最多,达到了13个,俄罗斯为8个,英国、德国、法国、阿根廷、智利、澳大利亚、新西兰以及亚洲的日本和印度也都有自己的机场或者与其他国家共有机场。

各国建立飞机场的目的之一,是为了方便寻找南极资源。众所周知,南极的各种资源,尤其是地下资源非常丰富。比如,南极的陨石是世界上数量最多、质量最高的,要深入腹地采集陨石,如果有飞机场,就能够尽快运送队员到达目的地工作。

此外,有了飞机场,就可以利用飞机进行科学观测。首先,飞机观测可以扩大科学研究内容,例如,对于测绘学家,如果能够进行航拍等测量,必将增加观测项目,提高测绘精度;对于地理学家,航拍地貌是非常有助于研究的;对于气象学家,它更有助于云雾物理学的观测实验与研究,中科院大气物理研究所的云雾专家们几乎每年都要上飞机进行人工云雾实验。

最重要的是,飞机场能救命。一旦遇到必须及时抢救的人员,飞机是最有效的运载工具。例如,我国在建立南极昆仑站时,一位队友在海拔4000米以上工作时出现严重的高山反应,生命危在旦夕,幸好得到美国“阿蒙森-斯科特考察站”派飞机营救,才化险为夷。

南极建机场要克服种种困难

当然,我国要建立南极飞机场并非易事。

我国的南极机场计划建立在距中山站28公里的冰盖处。那里离中山站很近,冰盖又比较平坦,有利于建设机场,也利于今后使用机场。

但是,飞机从地面起飞或着陆,都必须要有适当的摩擦力。从队友张继民提供的中山站附近冰盖上的照片可见,这里的确比较平坦,但缺乏摩擦力。所以,在修建南极机场时,如何把冰盖表面的摩擦力调整为适合飞机起飞或着陆的摩擦力,就成为指导修建飞机场的技术关键。比如,把冰盖的表面冰破碎到一定程度。

此外,我国机场的选址地位于南极冰盖边缘,是南极下降风盛行的地方。观测资料表明,南极大陆边缘的下降风,除了短暂的盛夏(1月)季节外,风速经常在8到10级,对于飞机的起飞或着陆都有严重的影响;另外,根据中山站气象资料和我们在1988到1989年建站开展天气预报的认识,由于中山站地处南极大陆边缘,当南极大陆有冷空气到达时,它与南半球气旋带来的水汽结合,极容易带来降水和阴云天气,非常不利于飞机起落。

因此,要想科学利用中山站附近冰盖建飞机场,就必须与气象学家密切配合,选择有利于起飞或着陆的气象条件(包括降水和下降风的变化规律)所出现的时机。

另外,从在冰盖上建立飞机场的技术要求来看,我国没有建设这种飞机场的经验,必须请教其他有机场的国家的技术人员,合理利用好南极“和谐相处”的环境。根据我国这些年在南极与国外合作的经验,取得友好的帮助应该没有问题,关键在于如何“互通有无”“合理利用”。

南极是世界科学考察的大家庭,是和谐合作的地方。将来我国有了自己的南极机场,将会继续与其他国家互相支持,协调发展,实现共赢。

(作者为中国科学院大气物理研究所研究员,我国第一个完成地球三极——南极、北极和青藏高原科学考察的人)

延伸阅读 南极航班飞行及机场现状 “航班+轮渡”是去南极最佳方式

南极洲航班飞行测试运行已有十几年时间,但当前仍然缺少条件完善的南极洲机场。近年来出于安全和便捷角度考虑,南极洲旅行通常以航班结合轮渡,从而可以节省部分旅行时间,并有效避开了危险的德雷克海峡。

乘坐飞机抵达南极洲存在着一些不确定因素,乘机抵达南极洲的延误概率高于航海轮渡。简单地讲,这是因为飞机比船只更容易受到天气影响。南极洲的情况更加特殊,因为飞机着陆时需要一个清晰的天气窗口,但由于南极洲天气条件快速变化,很难实现准确的天气预报。

尽管如此,每个航班季的多数航班都是按预定时间飞行的,在特殊情况下确实会发生延误,不过通常只有几个小时。但对于多数人而言,乘坐飞机前往南极洲仍存在一定的风险,这些风险因素也与南极机场条件较差有关。当前南极机场数量较少,并且建造机场要求的条件较高。

近年来,人们前往南极洲的最佳旅行方案是“飞机+轮船”,乘客可以在南美洲火地岛乘坐南极专机,大约飞行两个小时抵达南雪特兰群岛的乔治王岛,然后再转乘轮船前往南极。

这种方式的优点在于避免乘船穿过德雷克海峡,这是一个艰难的航行,对于晕船成问题的乘客,航海穿越德雷克海峡可能成为他们抵达南极洲的最大障碍。乘坐飞机可以节省往返两次穿越德雷克海峡的4天航海时间。

南极航班通常采用英国宇航公司制造的70座BAE146-200飞机,它装配4个涡扇发动机,这是一款高翼飞机,要求飞行跑道较短,特别适合南极地区。目前,BAE 146-200由BAE146-200公司运营,该公司在南美巴塔哥尼亚和南极洲有20年的飞行经验,但在必要的时候,公司也会考虑采用替代飞机。

由于飞机承载能力有限,南极洲乘客一人只能携带20公斤的个人行李,包括随身携带物品。这个重量限制是严格执行的。

南极洲机场只是冰跑道

南极洲建造机场存在一定的困难,例如:美国建立的麦克默多机场(McMurdo Air Station)也叫作南极洲冰跑道,是用于向南极洲麦克默多站运送补给品和研究人员的3条主要飞机跑道之一。事实上,这是一条没有进行铺设的飞机跑道,不过是冰层之上的延伸地带,经过修整而成。从高空角度观看,这是一个完全的“白冰”飞机跑道,是由压实的冰雪建造而成。由于南极特殊地理环境,不可能像其他机场一样具有照明设备,这将给冬季着陆带来很大的困难,通常南极冬季黑夜时间较长,在夜晚着陆时,面对白茫茫的冰层,飞行员都要具备“盲着陆技术”。

南极冰跑道并不缺少空间,C-130“大力神”运输机、C-17“环球霸王”运输机、波音767、空客A330等超大型飞机都可以在南极冰跑道上降落。但是南极飞机着陆最大的挑战在于降落时不能发生冰面破裂,或者飞机陷入柔软的雪层。一旦飞机着陆时冰面开始破裂,飞机将改变航线,转向其他机场跑道。

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