第九届科技节|中国科学院科学家卫翀华科普报告 ——《小小水听器的北冰洋之旅》

教育   2024-10-10 11:28   浙江  

第九届科技节

中国科学院科学家

卫翀华科普报告

《小小水听器的北冰洋之旅》

弘德自强   追求卓越

卓尔不凡   越己安人

10月7日上午10时,中国科学院科学家进校园科普专题初一专场报告会在我校体艺馆举行。中国科学院科学家卫翀华博士带来了《小小水听器的北冰洋之旅》专题报告,七年级全体师生参会学习。

卫博士以自身亲身经历为同学们进行科普讲解,内容涵盖探索北极地区的意义、北极探索的设备与原理以及北极探索的起源与发展等。在其图文并茂、绘声绘色的讲解中,每一位学生的科探兴趣被充分激发。他首先从抢占北极地区的战略地位以及全球气候变暖背景下“新北极”探究的必要性谈起,深刻阐述了探索北极地区对于国家战略安全的重大意义,让同学们深切体会到科学家的崇高使命与责任担当。


提及北极与海洋探索,自然离不开水听器。卫博士巧妙设下悬念,层层深入地阐明水听器是一种依赖声学传播手段进行北极探测的声呐设备,集声音、定位、导航、测距等功能于一体,极大地方便了北极的水下探测,可监听冰发出的噪声、监测冰山是否融化裂解以及探测水下环境的变化过程。它不仅能对水下机器人进行定位、导航,还能引导其行走路线,前往探索的目的地。目前,水听器已在“蛟龙号”“深海勇士号”“奋斗者号”等国之重器上广泛应用。

随后,他讲述了北极考察的过程。卫博士强调,2014年,李启虎院士将战略目光投向海洋领域的非传统安全,提出研究北冰洋及其毗邻地区的海洋环境效应的建议。自此,我国科学家踏上了北极考察的漫漫探索之路。在北极探测中,冰层坚硬厚实成为摆在眼前的最大困难,而破冰船在此时发挥了至关重要的作用。破冰船有三种破冰方式:一是连续式,依靠其艏部的特殊结构,通过船的重量将冰压碎;二是冲撞式,在冰比较厚的地方连续冲撞;三是在冰特别厚的情况下采用摇摆式,与拔萝卜的情形十分相似。当船被卡住时,将压载水舱从左边调到右边,再从右边调到左边,如此反复摇动,如同拔萝卜一般将船拔出。

“北极的考察之路充满艰难险阻,风大雪急,天气寒冷,设备繁多且厚重,冰面光滑难行,冰下层层坚硬,机器难以穿孔,洞口冰多且昏暗,视线模糊难明……一路上困难重重。然而,正是我国科学家们潜心钻研,以国产设备为保障,齐心协力,攻坚克难,才使得 120 枚浮标成功放入水下,无线装置传来沉积层的反射波,水中醋栗水母似幽灵般飘荡,魔鬼鱼笑得面目狰狞,加克洋中脊探测传来捷报,高纬度深海科探顺利达成目的。北极探索有苦亦有甜,北极熊憨态可掬,守在洞口等待美餐,太阳风吹来万里晴空,天上多彩的极光映入眼帘。”

“从 2015 年我国北极考察第一次到 2021 年北极考察第十二次;从白令海峡的普通探测到加克洋中脊的高难度探测,充分证明了中国人在深度探测方面的能力!我的脚步越来越远,我们的位置越来越高,一步步直至走向世界前列,也为全世界其他的北极科考队指明了方向……”

卫博士的生动讲述,赢得同学们一阵又一阵的热烈掌声;荧屏上的一张张科学图片,为同学们带来了一场视觉盛宴;一段段科探佳话在体艺馆内回响,一颗颗科学种子悄然扎根于学子心田。

卫翀华

博士/研究员,研究方向为水声信号处理、水声工程与北极水声学。先后参与了某“十五”型号预研项目、国家重大基础专项、中科院重点项目、装备预先研究项目 、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目、探索研究项目;所参与的项目获得国防科技进步三等奖 2 项;作为专题负责人承担了两项“973”项目子专题研究,参与国家某重大型号项目立项论证与研制,并担任某设施副总设计师。2016 年以后主要研究方向为北极水声学,作为国内水声学科研人员实地开展北极水下声学考察的第一人,参加了第 7次北极科学考察,首次开展了冰下声学观测实验。在第 12 次北极科学考察中,作为北极加克洋中脊国际联合探测(JASMInE 计划)中的一员,在完成北极水声学研究的同时,将声学服务于地球物理科学观测,为理解加克洋中脊的扩张提供了参考。

图片|郑世坤、房振、黄飞军、吴璧辰

文案|周玎     排版|陈晓虹

一审 | 柯晓阳

二审 | 高   鹏

三审 | 沈建锋


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