无人船揭开南极气候状况
无人船揭开南极气候状况
一艘无人船刚刚从南极洲归来，带回了令人困惑的气候变化线索
Saildrone co-founder and Chief Executive Officer Richard Jenkins.
Photograph by Balazs Gardi for Bloomberg Businessweek
这艘无人驾驶船叫 #1020。对于刚刚用了七个月时间环绕南极航行、穿越约合 2.01 万公里寒冷船程的航行器来说，这个名字实在平淡无奇。这艘由新创公司 Saildrone 制造的船只是首次完成这段艰难航程的无人驾驶船只，更重要的是，这也是唯一详细记录南大洋环境状况的科学设备，带回了可能对我们了解气候变化极为关键的数据。
科学家长期以来认为南大洋是重要的碳汇区，这意味着该区域从空气中吸收二氧化碳，然后将其沉水入海洋深处。为澳洲联邦科学与工业研究组织 (CSIRO) 研究该区域的科学家蒂尔布鲁克 (Bronte Tilbrook) 说，海洋每年吸收 25 亿吨二氧化碳，其中约有 40% 被认为进入南极洲周围的水域。这个过程有助于去除导致大气变暖的二氧化碳，不过也造成了海洋酸度的上升。然而，科学家实际上对南大洋的运作机制知之甚少，因为这是个难以勘测的区域。
A Saildrone robot docked in front of the company’s factory in Alameda, Calif.
Photograph by Balazs Gardi for Bloomberg Businessweek
每年，有些船只会前往南极洲的各个地点，并在沿途进行观测。这些船只的航线受到限制，通常只能在气候温暖的月份航行。在过去几年里，考察船透过测量附近海水酸度以估算二氧化碳水平的科学浮标收集了更多的数据。像考察船一样，这些数据点也很稀少，只能提供南极洲大陆环境状态的大致概况。「我们只有数量有限的数据来评估南大洋的情况，」蒂尔布鲁克说，「还有大片地区没有进行过测量。」目前为止，由于天气因素和海洋条件的限制，使用无人船只等设备在所有区域进行全年连续观测的想法一向被认为是不可能的。
Saildrone 公司成立于 2012 年，营运一支数十艘亮橙色无人驾驶船只组成的船队。这些船只没有布帆，而是依靠类似飞机机翼的帆板航行。该公司为每艘船指定目的地，然后起航，自主航行并追踪信号。这些无人帆船配备了价值数十万美元的科学设备，用于测量水流、溶解氧含量、水温、酸度和盐度等指标，其航行成本仅为传统科学考察船的一小部份。同时，船只使用声呐和其他设备精确定位海洋生物，产生鱼类资源的相关数据。Saildrone 的最终目标是拥有多达 1000 艘无人驾驶船只，提供实时记录的海洋活动数据，以及关于天气和环境的宝贵讯息。
1 月 19 日，Saildrone 的三艘无人驾驶船从新西兰南端出发，计划进行环绕南极洲的航行。其中两艘无人帆船很快就遭遇了暴风雨袭击，被迫返回新西兰进行维修。不过 1020 号船采用了更短、更扁平的长方形帆板设计，而不是通常高大的三角帆。这艘船全长 7 米、帆板高 2.43 米。「我们以前去过那里，学会了专门为南大洋设计船只，」该公司联合创办人兼行政总裁詹金斯 (Richard Jenkins) 说， 「这艘船就像是砖砌的厕所，非常坚固。」在航行过程中，这艘无人船经受了 15.24 米高的海浪和时速 128.74 公里的大风考验，有一次甚至撞上了冰山， 导致部份大气感测器和船载摄影镜头失灵。
8 月 3 日，这家初创企业找回了南极洲考察船以及船上收集的宝贵数据。
Saildrone’s #1020 robot on its final return to New Zealand after seven months at sea.
Photograph by Saildrone
即使没有这部摄影镜头，詹金斯也可以透过定位跟踪设备监控 1020 号船的行踪。8 月 3 日，这艘无人船穿越了每一条经度线，伤痕累累地回到了新西兰，詹金斯和他的团队找回了这艘船，下载了船上由美国国家海洋和大气管理局 (US National Oceanic and Atmospheric Administration) 设计的二氧化碳传感器收集的大量数据。
最新收集的数据引发了研究人员的激烈争论，有些人认为，数据代表南大洋储存的二氧化碳可能没有人们想像的那么多。根据 Saildrone 的初步数据显示，美国国家海洋和大气管理局的科学家观察到，实际上，南大洋在冬季的几个月里释放了二氧化碳，这一事实可能对气候模型产生重大影响。
「在以后 20 年，我们可以预计南大洋生态系统会发生非常大的变化，」澳洲科学家蒂尔布鲁克说，「传递的讯息是，Saildrones 发挥了作用，能够保存下来，现在我们需要更多的数据。」
香港亿万富豪李嘉诚 (Li Ka Shing) 资助的慈善组织李嘉诚基金会 (Li Ka Shing Foundation) 为这项任务提供了资金赞助。展望未来，詹金斯预计将有大量无人驾驶持续环绕南极洲航行，不仅测量二氧化碳含量，还要观测磷虾种群和水温等指标。该公司接下来的计划是向公众提供这些数据，并举办一场奖金高达 100 万美元的竞赛，奖励那些以此做出「最具变革性工作」的参赛者。「我们需要能够预测海洋吸收二氧化碳的数学模型，」詹金斯说，
「伦敦出现摄氏 38 度的高温，这不是巧合。我们是否受到碳排放失控效应的影响?我们需要知道答案，我们必须加快这项研究的进度。」
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