全球重力計量基準原點落戶中國
【在這片遼闊的土地上 】
光明日報記者 陳海波
不久前,粟多武和他的同事們(men) 來到珠峰大本營。前方一塊海拔5153.6米的高地,立著珠峰高程測量紀念碑。珠峰測高,正是從(cong) 那裏起算。
不過,作為(wei) 中國計量科學研究院的科研人員,粟多武他們(men) 此行的目的,不是為(wei) 了登頂也不是為(wei) 珠峰測高,而是要測量東(dong) 經86.85度、北緯28.14度,海拔5153.6米的重力加速度。
“物體(ti) 下落時的重力加速度,在不同地方會(hui) 有極其細微的變化。精準掌握這些變化,可以為(wei) 大地測量、地質勘探、地震預報、衛星導航等提供重要參考。比如,當年修建青藏鐵路時,就是依靠重力勘探技術,摸清了沿線地基的鹽溶溶洞分布情況;通過重力測量,十三陵考古工作者探明了地下陵墓的形狀、位置和埋深;通過測量重力場的變化,我們(men) 還可以找礦、進行地震預警……”粟多武對記者解釋,“不過,重力場的變化很細微,甚至不超過平均值的百萬(wan) 分之一,對測量環境和儀(yi) 器精度要求非常高。”
珠峰,地理位置特殊,測量難度不言而喻。此前,沒人在珠峰測過絕對重力加速度。
稀薄空氣,讓一切都放慢了節奏。平時半個(ge) 小時就能安裝好儀(yi) 器,在這兒(er) 足足花了兩(liang) 個(ge) 多小時。終於(yu) ,這個(ge) 隻有一米高卻精密至毫巔的“小家夥(huo) ”——中國計量院自主研製的絕對重力儀(yi) “站”了起來。
當夜幕爬上珠峰,“小家夥(huo) ”的每一個(ge) 元件都經受著徹骨冰寒的考驗。正當人們(men) 為(wei) 它能否正常工作而揪心的時候,它卻氣定神閑地“吐”出一串長長的測量數字。
“這是世界上海拔最高的絕對重力測量成果!而且是用咱自己的重力儀(yi) 測出的數據,證明國產(chan) 絕對重力儀(yi) 完全可以在高海拔地區進行精準測量!”粟多武有一股衝(chong) 動,想擁抱“小家夥(huo) ”。
這已經不是第一次讓粟多武如此激動了。
2019年,我國重力加速度現場校準關(guan) 鍵技術取得重大突破。不久後,國產(chan) 絕對重力儀(yi) 就隨“極區海洋重力校準技術研究”課題組去往南極!
超高精度的測量,一絲(si) 一毫的幹擾都不行。絕對重力儀(yi) 最“怕”振動,振動可能來自地下,也可能來自天上——大風。
課題組在南極中山站旁的一個(ge) 山坡上,為(wei) 絕對重力儀(yi) 找到了落腳點——地下有基岩,振動小。同時,他們(men) 還在地麵上澆築了水泥墩,安上防風帳篷。在這個(ge) “辦公室”,“小家夥(huo) ”開始了連續45天的工作。
這45天裏,暴風雪說來就來,風力達到11級。狂風裹著冰雪,掀開帳篷,直衝(chong) “小家夥(huo) ”!不過,它絲(si) 毫“不為(wei) 所動”,有條不紊地輸出精準數據。
“這是我們(men) 首次在極地惡劣環境下獲得第一手寶貴數據!”一名課題組成員在南極日記裏寫(xie) 道,這些數據成為(wei) 建設全球重力參考網的重要來源。
這標誌著我國成為(wei) 全球第二個(ge) 能夠研發生產(chan) 具有極高環境適應性的高端絕對重力儀(yi) 的國家!萬(wan) 裏之外的中國計量院重力團隊,得到“喜訊”後互相擁抱。
我國對絕對重力儀(yi) 的研究已持續了50多年。“剛開始,精度不高,還笨重,儀(yi) 器加上箱子,差不多兩(liang) 噸!”一位剛剛退休的老同誌,親(qin) 眼見證了國產(chan) 絕對重力儀(yi) 的研製曆程,“笨重歸笨重,先出數!出了數據,就擺脫了對國外儀(yi) 器的依賴!”
此後,國產(chan) 儀(yi) 器不斷改進,已經升級到第三代,有了“便攜版”,不僅(jin) 身子骨更小,而且更“皮實”,上珠峰下南極——走南闖北無所不能,從(cong) “華夏東(dong) 極”黑龍江撫遠,到漠河“北極村”,從(cong) 山洞裏的地震台、泰山上的氣象站,到東(dong) 海之濱的地質觀測站……“小家夥(huo) ”“步履”不停。
大家都忘不了2017年10月23日那個(ge) 特殊的時刻:
那年10月,14個(ge) 國家的32台絕對重力儀(yi) 在北京昌平開展了持續一個(ge) 月的同台競技,中國計量院的絕對重力儀(yi) 脫穎而出,使得全球重力計量基準原點落戶中國,落在了協調世界時2017年10月23日8時,北緯40.2448度、東(dong) 經116.2248度,海拔111.21米的測量點位上。
啥是原點?就是全球重力加速度測量精度最高的點位。之前,這個(ge) 原點一直在歐洲!
《光明日報》(2023年09月25日 01版)
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