科學家Roberta Pirazzini設立了一只北極探險隊，要做一件以前從未有人嘗試過的事情，在北極飛一架無人機。無人機上的傳感器將評估從冰層反射的陽光。這項測量被稱為地表反照率，是了解地球吸收了多少太陽輻射，又有多少反射回大氣的關鍵。這是科學難題之一，可用于幫助預測海冰融化的速度。

但是在地球最北端飛無人機并不是一件簡單的事。技術人員為此專門設計了用于應對極端天氣一套精密導航系統(tǒng)。研究所還對科學家們進行了為期數(shù)月的無人機飛行培訓。培訓結束后，科學家們踏上了史上最大規(guī)模的北極考察，他們將乘坐破冰船Polarstern號，執(zhí)行為期一年的任務。來自20個國家的數(shù)百名研究人員為了MOSAiC任務輪流在Polarstern上工作，MOSAiC任務是研究北極氣候的多學科漂流觀測站的首字母縮寫。它由德國Alfred Wegener極地和海洋研究所領導，是近代史上第一支接近北極度過一個完整冬季的探險隊。

這項任務的預算超過1.4億歐元（1.65億美元），將在海上航行389天。研究人員還攜帶了一架更小的練習無人機，可以在他們的小船艙里飛行，這是為了讓他們在最后踏上冰面之前的幾周航行中保持熟練的技能。

芬蘭氣象研究所的科學家Roberta Pirazzini和Henna-Reetta Hannula在北極操作無人機很快，科學家Pirazzini遇到了困擾北極探險者兩個世紀以來的兩大問題，危險的航行條件和設備在極寒條件下的操作運行。無人機和直升機等在北極附近，受極端的高緯度地區(qū)影響，會發(fā)生定位不準的現(xiàn)象。越接近北極，導航就越混亂。而本次北極考察中無人機會比以往任何時候都更接近北極。早些時候，另一架無人機遭遇了導航困境。無人機從船上起飛，向完全失控的方向飛去，隨后墜毀。Pirazzini非常害怕她的反照率測量無人機也會遇到這個情況。她的擔心在她踏上冰面時得到了證實。無人機上的導航系統(tǒng)無法工作，這意味著她和她的同事需要手動計算距離，方向，高度和風速?！皹O寒的惡劣環(huán)境是我們的主要敵人，不僅是無人機旋翼葉片上有冰，我們手指上也有冰。而操控無人機需要非常精細的小動作。當你的手結冰時，你會失去敏感度，你的手指就再也無法進行精密操作了?！盤irazzini說。

霧會在無人機的葉片周圍變成冰。超過每小時8米的陣風常常使無人機擱淺。盡管如此，兩位科學家還是設法在三周內(nèi)進行了18次飛行。49歲的Pirazzini和33歲的Hannula采集到的反照率測量數(shù)據(jù)將被進行分析，用于研究變暖的氣溫對北極的影響。

地球北部冰蓋的升溫速度是地球其他地區(qū)的三倍，極大的破壞了脆弱的生態(tài)系統(tǒng)。北極海冰在9月份降至有記錄以來的第二低水平，僅次于2012年。今年上半年，西伯利亞北極地區(qū)遭遇了史無前例的熱浪，異常溫暖的氣候使得冰層更難重新形成。北極海冰目前處于自1979年開始衛(wèi)星監(jiān)測以來每年這個時候的最低水平，比歷史平均水平低37%。歐洲哥白尼氣候變化服務中心副主任Samantha Burgess說：“2012年的這個時候，冰層已經(jīng)開始重新變厚。這個季度還沒有結束，也許現(xiàn)在說會造成什么影響還為時尚早，但很可能會影響海洋食物網(wǎng)?！?/p>

早在八月份Pirazzini的前往北極進行無人機數(shù)據(jù)收集時，北極的海冰已經(jīng)降至當月有記錄以來的最低水平。這些低得嚇人的冰層使得Polarstern號僅用六天時間就能從挪威的弗拉姆海峽到達北極。Pirazzini說：“到處都是開闊的水域，去那里很容易。但如果你想想北極的未來，這就不妙了。這是一個非常脆弱的環(huán)境?！?/p>

8月17號，北極星在前往北極的途中遇到了低冰層。隨著冰層的縮小，測量反照率變得更加重要。北極冰的白色表面將太陽輻射反射回大氣，而海洋的藍色表面則將其吸收。然而，并不是所有的冰都具有同樣的反射性，科學家們正試圖弄清楚，隨著溫度的升高融化擴散在淺水中的冰，能夠吸收多少太陽輻射。雖然海冰面積可以通過衛(wèi)星進行監(jiān)測，但對于了解融化速度至關重要的其他測量結果只能在更靠近地面的地方獲取。這種更細粒度的數(shù)據(jù)對于確定氣候變化的其他驅(qū)動因素至關重要，例如熱量如何通過冰傳遞到大氣和水中。

按照以往的經(jīng)驗，科學家們用飛機和直升機獲取反照率讀數(shù)。但無人機在價格上更有優(yōu)勢，且可以在更惡劣的天氣條件下飛行，甚至可以在低云下飛行。Pirazzini的飛行高度在冰面上5到30米之間?！盁o人機技術每個月，每年都在進步，”她說。“我們正處于這項業(yè)務的起步階段，我相信它將會擴張，因為這些測量都是必須的?！?/p>

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