人类难以完成的科考，青岛“黑珍珠”拿下

半岛全媒体记者 王永端

黑潮的形成对气候、渔业资源影响几何？类似未知，人类一直试图零距离观测并揭秘根源，以期降低危害。但类似的零距离观测，人类在无法实现的情况下，青岛的科学家将其交给了我国自主研发的一个身段仅有2米高、0.6米宽的波浪滑翔机。

在我国南部某地即将入海的波浪滑翔机

2022年6月30日，两艘从青岛出发的“黑珍珠”波浪滑翔机被布放到西北太平洋。2年多的时间里，赋予重任的“黑珍珠”成功穿越10余个台风影响区域，累计航行超2万千米，收集超过40000组涵盖气温、气压、风速、风向、海表温度、波高、波周期等关键参数的连续海气界面观测数据，为我国及全球海洋科学研究提供了宝贵一手资料。

今年8月，这两艘替代人类上“战场”、展现强大抗风浪能力被海蛎子、藤壶包裹的小身段，载誉返回青岛。

波浪滑翔机的航行轨迹图

艰难的零距离科考

台风是怎样形成的？黑潮是怎样产生的？黑潮的形成对气候、渔业资源影响几何？台风到来时，海气界面的气温、气压、风速数据几何？类似未知，人类一直试图近距离观测，并试图破解谜团背后根源，期许这些自然现象降低对人类的危害。

然而，破解谜团，离不开大洋科考或连续的大洋科考。就此，近年来大洋科考尽管备受各国重视，但科考之艰，往往令各国科学家束手无策。

“台风在海洋中产生的海浪多高，破坏力多强，这些都是我们所要揭秘的。”8月26日，中国海洋大学教授孙秀军告诉半岛全媒体记者，诸多关于海洋的科考，科学家一直试图揭秘。

一直以来，海洋环流动力学、海洋波动与混合、极区海洋动力过程等均是中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室和海洋高等研究院所研究的，但破解这些海洋物理现象绝非易事。

诸多海洋物理现象的破解，迫切需要零距离采集数据的支撑，但一些数据的取得，单靠人力难以完成。在此情况下，孙秀军团队多年来研发的“黑珍珠”波浪滑翔机派上了用场。

前往西北太平洋

青岛海舟科技有限公司试验车间内摆放着数十台波浪滑翔机。记者发现，这些波浪滑翔机主要由水面浮体船、水下牵引机和脐带缆三部分组成。

汪洋大海上自主航行的波浪滑翔机

波浪滑翔机团队技术负责人周莹说，浮体船可搭载各型传感器，对海气界面可进行大范围观测，浮体船上配备的电池包与太阳能电池板，可为气象站、传感器、通讯模块等电子设备提供能源。水下牵引机可通过拖拽中继设备与各类探测载荷，实现中继通信与水下声学探测功能。

正是因水上船体长2米、宽0.6米，水下牵引机也长2米的“小身段”，能实现气象、水文、声学等较大空间尺度与较长时间跨度的观测，故被誉为“‘黑珍珠’波浪滑翔机”。

汪洋大海上自主航行的波浪滑翔机

2022年6月，炎炎烈日下，一艘载有多名科考人员的大型船只从青岛海岸向遥远的西北太平洋海域进发。这艘船上除了中国海洋大学的科考人员外，还载有两艘波浪滑翔机。当时，该波浪滑翔机是我国自主研发的“二代机”。

当两艘搭载科考船的“黑珍珠”到达西北太平洋后，“黑珍珠”将离开科考船只，并被布放到汪洋大海，利用波浪动能、太阳能等自然条件，实现科学家赋予它研究西北太平洋海气界面观测，为全球气候变化提供重要数据支持的科考任务。

当年6月30日，科考人员将这两艘赋予重任的“黑珍珠”布放大海后，则去执行其他任务了。之后，这两艘波浪滑翔机开始在茫茫大海上自主航行。

跨越时空，掌控在青岛

西北太平洋暖池是全球台风主要发源地之一，每年生成的台风约1/4影响中国沿海地区。该海域上空形成的热带气旋较世界上其他任何海区都多，年均约35个。而这些热带气旋中约有80%会发展成台风。平均每年约有26个热带气旋达到至少热带风暴的强度，约占全球热带风暴数的31%，为其它任何地区的两倍以上。

在西北太平洋布放的波浪滑翔机

若在5000余平方千米的西北太平洋海气界面研究复杂的气象成因，并非易事。而青岛将两艘小身段的波浪滑翔机放入西北太平洋，更非“放任自流”“不管不问”。尽管波浪滑翔机离开祖国在遥远的西北太平洋科学考察，但它“依然在祖国的掌控之中”。

“波浪滑翔机被布放海面之后，我们为它设定了航行区域。”周莹说，“它的动向、坐标，在青岛不但实时掌握，还能根据我们的要求和意愿实时操控。”

当这两艘波浪滑翔机放入大洋，机体依靠浪能开始在海面上前行，前行中它同时将采集到的海气界面数据，实时回传到青岛海舟科技有限公司岸基监控系统。

如此，两艘波浪滑翔机从炎夏航行到了隆冬，又从隆冬航行到了炎夏。至今年8月，两艘被赋予重要使命的波浪滑翔机已在西北太平洋航行26个月之久。

“黑珍珠”拿回“宝贵资料”

周莹说，26个月的两年多时间里，波浪滑翔机累计航行超20000千米，相当于1/2地球赤道周长的距离，成功穿越了10余个台风影响区域，展现了“黑珍珠”波浪滑翔机的强大抗风浪能力。收集了超过40000组连续海气界面观测数据，涵盖气温、气压、风速、风向、海表温度、波高、波周期等关键参数。对西北太平洋海域的海气界面进行了全面、连续、高精度的观测，为我国及全球海洋科学研究提供了宝贵的一手资料。

波浪滑翔机的航行轨迹图

此时历经两年劈波斩浪、在暴风雨与台风卷起的巨浪中沉浮的波浪滑翔机，今年8月成功回收时，被海蛎子和藤壶裹身。被海蛎子和藤壶包裹着的波浪滑翔机，仍依靠浪能和太阳能返回指定海域顺利回收，足见其技术的长期稳定性、可靠性，机械结构的耐腐蚀性和抗疲劳性。

事实是，这一替代人类上“战场”的小身段上，集中着具有我国自主知识产权的高效波浪转换系统、自主导航控制系统、数据传输与通信系统和自适应能源管理系统。