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在格陵兰岛去无线

2019年6月17日

Greenland

冰川开始变得比以前更快。

我们变暖的世界正在融化冰川顶部的冰层,导致融水通过裂缝和洞流下来,并作为冰川可以滚动的润滑剂 - 就像传送带上的购物项目一样。

当冰川向下游滑动并最终与海洋相遇时,冰川融化并导致海平面上升,对世界各地的沿海社区造成潜在的破坏性影响。

很自然地,科学家们一直试图测量长时间位于冰川下面的融水量,以便更好地理解为什么它们移动如此之快以及它们将来会如何变化。

然而,这是一项比最初听起来更具挑战性的任务。

这就是为什么来自ag8的科学家,他们本月前往两个不同的探险队前往格陵兰,他们正在采用现代无线技术,并采用从未使用过的技术和一系列相当不寻常的科学套件。

Greenland glacier

领导这项工作的是来自地球和海洋科学学院的学生,他们在过去10年中一直在开发微型无线传感器,可以从冰川内的2000多米处收集测量数据,同时能够承受极端的条件。

“科学家们传统上将传感器送到冰川底部的极长而柔韧的电缆上,”博士说道。
“问题在于,如果你将它们留在那里足够长的时间以便在更长的时间内获得准确的读数,那么冰川的移动最终会破坏电缆。这就是我们需要无线传感器的原因。“

由bagw博士和布里斯托尔大学同事开发的最初原型是用圣诞小玩意制成的,它提供了一个完美的外壳,传感器的外壳可以用来制作。

“在探索了许多不同的可能性之后,事实证明圣诞摆设模具绝对是完美的,因为它们很便宜,可以做得很结实,并且可以放入冰下的融水通道中,”博士继续说道。

这项技术,现在被称为“cryoegg”,已经扩大到葡萄柚的大小(直径约12厘米),并在模具内包含一个微小的电路板,可以测量周围的压力,电导率和温度融水。

传感器收集的各个测量结果非常简单;然而,它们结合起来为团队提供了冰川下方条件的非常详细的图像。

团队面临的最大挑战之一是从厚厚的冰层深处检索数据。

该项目得到两个ag8冰上钻探任务的帮助: 响应,这是用热水在冰上打出一个深洞 egrip,这是使用专门设计的钻头提取2.5公里长的冰芯。

Greenland cryoegg
cyroegg

cryoegg团队将利用这些钻孔进入冰底。一旦将传感器插入钻孔中,冰很可能会冻结,从而无法物理地取回传感器。

因此,他们依赖于数据的无线传输;但找到合适的频率是关键。

“我们发现无线电信号 - 比用于无线电频率的信号略高 - 是最好用的,因为它们有足够低的频率穿透冰层,”来自地球学校的电气工程师迈克先生说道。和海洋科学。

发现可以集成到传感器中的无线电技术被证明是困难的,但是使用来自德国常用的气体智能仪表的组件找到了解决方案。

“这项技术对我们来说非常理想,因为它旨在用于电池供电设备,”琼斯先生继续说道。

“对于燃气计量,他们使用持续时间超过五年的电池为收音机供电。整个无线电技术都是围绕电池使用很少的电力进行优化的。在我们的例子中,我们希望仪器每天进行一些测量并将它们发送回地面。其余时间它是睡着了,以节省电池。

“所以这项技术非常匹配 - cryoegg醒来,进行测量,传输它们,然后在几秒钟内重新进入睡眠状态。我们预计它将在冰川下面运行一年多。“

Greenland antenna
天线

拼图的最后一块是找到一种方法来检索冰川表面的信号。由于无线电信号具有低频率,因此需要相对大的电视式天线来拾取信号。此外,天线必须悬挂,以便它可以指向冰面。

在朋友们建议使用quadro之后,Dr. prior-jones找到了完美的解决方案 - 一个儿童攀爬架产品,可以像脚手架一样构造成各种尺寸和形状的支撑结构。更重要的是,它非常轻便,可以轻松运输,这在规划前往格陵兰岛时非常重要。

“quadro系统非常完美,因为它非金属且功能多样。天线支架中的任何金属都会干扰无线电波,并可能导致我们丢失信号。它还可以非常方便地运输,如果我们需要的话,我们可以将它构建成不同的形状以适应地形,“Dr之前的琼斯说道。 “我们非常感谢汉堡的Quadro公司将我们的产品捐赠给了我们的探险队。”

总体结果是一个能够在较长时间内准确监测冰川内状况的系统。在实践中,传感器将落入将钻入冰中的钻孔中,并且每天将通电几次以获取其读数,之后它将数据ping到天线然后再回到睡眠状态以保持其状态。电池。

“这个项目中最激动人心的部分是我们能够利用已经存在的便宜且随时可用的套件适应格陵兰岛的极端条件。这是真正的科学行动 - 利用知识,创造力和团队精神解决大规模问题,“博士说道。  

该项目由英国工程和物理科学研究委员会资助。

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