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新能源博士谷鹏飞的南极科考路
来源:青少年创新科技网 时间:2025-10-14

  9月26日,山西省能源互联网研究院展区二楼的科普沙龙,变成了连接太原与南极的“时空隧道”。这里正在举行的“第40次南极考察昆仑站队经历分享”讲座,由从冰封大陆归来的太原理工大学博士研究生、第40次南极科考队员之一谷鹏飞担任主讲。

  讲座中没有枯燥的理论堆砌,而是通过一张张亲手拍摄的照片和一段段惊险有趣的视频,带领太原市平民中学的学生们沉浸式体验了那段长达167天、跨越3万多公里的极限旅程,并揭秘了由太原理工大学孙宏斌团队研发的我国首套极地规模化清洁能源系统,如何在那片白色荒漠中点亮绿色的希望之光。

南极科考征程

  南极,这片面积达1424万平方公里的冰雪大陆,比中国陆地面积(约960万平方公里)还要大近一半,已成为世界各国探索新疆域的战略要地。截至目前,全球已建立考察站92个,我国在南极已建成5个考察站,包括中山站、长城站、秦岭站、昆仑站、泰山站,形成了船基、岸基、内陆基三位一体的考察格局。2019年投入使用的“雪龙2”号破冰船,与此前的“雪龙”号共同构成了“双龙探极”的南极科考格局。

  谷鹏飞详细分享了他在第40次科考中的167天征程。2023年11月1日从上海启航,2024年4月16日返回,总航程达30169公里。行程首个月是海上航行,期间穿越令人生畏的“魔鬼西风带”。“同学们能想象船只倾斜30度是什么感觉吗?”谷鹏飞的提问引发听众好奇——这片海域风力常年强劲,最高风力可达12级,船只左右倾斜幅度常达30度。当随船记者拍摄的实景视频在大屏幕上播放时,现场顿时响起阵阵惊叹:画面中,船舱内物品四处滑动,队员们走路东倒西歪难以平衡。不过,惊险中也有温情——厨房紧急做了防滑处理,并特意增加了泡面等餐食,方便队员们补充食物,队员们也总能对着彼此“滑稽”的姿势哈哈大笑……

  这段科考旅程并非只有极限环境下的惊险刺激。谷鹏飞向大家展示了科考船上的“别样生活”:船上不仅设有篮球馆、乒乓球台等运动空间,还开设了“南极大学”系列讲座,让队员在航行中开拓视野。“我还在颠簸的船上学会了帮厨,给队友们打菜、煮面。”这些鲜活的细节,让“科考队员”的形象变得更加亲切、真实。

  2023年11月底,队伍抵达位于南极圈内的中山站——这个以孙中山先生命名的考察站,是我国南极考察的中心站和枢纽站,站外极端温度达-36℃,却拥有完备的生活设施和科研条件。在这里,内陆队开始了为期16天的准备工作,包括通过直升机吊运物资、燃油整理、车辆维修等关键环节。

冰盖生存挑战

  “大家猜猜,为什么我们车队的舱体要涂成不同颜色?”讲座进入“冰盖生存”环节时,谷鹏飞率先抛出一个有趣的问题。屏幕上,一支由13辆特种车组成的车队,拖拽着色彩各异的舱体在无垠雪原上蜿蜒前行,宛如一座“移动的南极小镇”。“答案很简单——方便区分!”谷鹏飞笑着解释,“绿色舱体是我们20名队员的‘集体宿舍’,红色舱体是保障生存的‘动力心脏’——发电舱,还有蓝色舱体是厨师们大显身手的生活舱……”而这座“移动小镇”的目的地,正是“冰盖之巅”——海拔4087米的昆仑站。

  准备工作完成后,科考队正式开启向昆仑站的进发之旅。这段1200公里的路程,车队足足行驶了15天。雪地上车速极慢,每日行程从清晨8点一直延续到夜晚8点。但这趟“慢速旅程”却暗藏危机,谷鹏飞重点介绍了两种极地特有的“白色恶魔”:一是“白化天气”——天地间瞬间被白茫茫的风雪笼罩,人会完全失去方向感;二是深不见底的冰裂隙——即冰川运动撕裂形成的“冰原伤口”,一旦遇到,只能停车谨慎绕行。

  2024年1月1日,科考队成功抵达昆仑站——我国首个南极内陆考察站,这里不仅是南极冰盖最高点的考察站,还因海拔4087米的高度,成为“高原上的冰站”。这里的气压仅为常规大气压的60%,队员们哪怕只是走路,都会忍不住喘粗气。

  返程途中,科考队还遭遇了一场“40年不遇的强风”考验。在距离中山站100公里处,强风突然来袭,能见度瞬间降至零。“当时,队长通过对讲机逐一报出GPS坐标,我们像盲人一样,一辆车挨着一辆车‘摸’向集合点扎营。”谷鹏飞回忆,当时,大风足足刮了三天,队员们被困在舱内,风停后走出舱门才发现,所有车辆都被厚厚的积雪掩埋,只剩一根天线露在外面。

  在昆仑站,强烈的紫外线将每个人的皮肤晒得黝黑,大家的嘴唇也因干燥而变得发白,队员们必须全程佩戴专业墨镜,否则“在户外待几分钟,眼睛就会什么都看不见”。

  在如此严酷的环境中,科考队员的生活智慧也发挥到了极致:向昆仑站进发的途中恰逢队长生日,大家用南极特有的“雪”亲手制作了简易蛋糕,在零下几十度的冰原上举办了一场独特的生日派对。

极地能源突破

  极端环境背后,是南极科考对能源的巨大需求——这也是谷鹏飞分享的核心主题。以中山站为例,在第40次科考中,总物资重达600吨,燃油就占了400多吨。燃油运输过程极其复杂,需经过海上运输、直升机吊运、抽油倒油、雪橇运输等多个环节,成本高昂,宛如一场“能源的蚂蚁搬家”。

  正因如此,清洁能源成为南极科考可持续发展的有效途径。太原理工大学孙宏斌团队研发的极地规模化新能源系统,针对的南极特殊环境,集成创新光伏、风电和储能技术,克服了低温、强风、极昼极夜等极端条件。

  谷鹏飞在科考期间的主要工作,就是负责前期验证——开发一套独具特色的1kW小型“风—光—氢—储—荷”清洁能源微系统。该系统包括球形风机、太阳能膜、微型气象站和氢能电池等组件。

  更令人振奋的是,在第41次南极科考期间,太原理工大学和山西省能源互联网研究院团队在南极建成了我国首套规模化极地清洁能源系统。其中,风机容量达100kW,实现了容量的大幅提升。该系统于今年3月在我国南极秦岭站首次投入使用,标志着我国在极地清洁能源技术领域取得重大突破。这意味着,从“实验”走向了“实用”,山西的科技创新正在地球最南端为人类的绿色未来贡献坚实力量。

(任皓羽)


  9月26日,山西省能源互联网研究院展区二楼的科普沙龙,变成了连接太原与南极的“时空隧道”。这里正在举行的“第40次南极考察昆仑站队经历分享”讲座,由从冰封大陆归来的太原理工大学博士研究生、第40次南极科考队员之一谷鹏飞担任主讲。

  讲座中没有枯燥的理论堆砌,而是通过一张张亲手拍摄的照片和一段段惊险有趣的视频,带领太原市平民中学的学生们沉浸式体验了那段长达167天、跨越3万多公里的极限旅程,并揭秘了由太原理工大学孙宏斌团队研发的我国首套极地规模化清洁能源系统,如何在那片白色荒漠中点亮绿色的希望之光。

南极科考征程

  南极,这片面积达1424万平方公里的冰雪大陆,比中国陆地面积(约960万平方公里)还要大近一半,已成为世界各国探索新疆域的战略要地。截至目前,全球已建立考察站92个,我国在南极已建成5个考察站,包括中山站、长城站、秦岭站、昆仑站、泰山站,形成了船基、岸基、内陆基三位一体的考察格局。2019年投入使用的“雪龙2”号破冰船,与此前的“雪龙”号共同构成了“双龙探极”的南极科考格局。

  谷鹏飞详细分享了他在第40次科考中的167天征程。2023年11月1日从上海启航,2024年4月16日返回,总航程达30169公里。行程首个月是海上航行,期间穿越令人生畏的“魔鬼西风带”。“同学们能想象船只倾斜30度是什么感觉吗?”谷鹏飞的提问引发听众好奇——这片海域风力常年强劲,最高风力可达12级,船只左右倾斜幅度常达30度。当随船记者拍摄的实景视频在大屏幕上播放时,现场顿时响起阵阵惊叹:画面中,船舱内物品四处滑动,队员们走路东倒西歪难以平衡。不过,惊险中也有温情——厨房紧急做了防滑处理,并特意增加了泡面等餐食,方便队员们补充食物,队员们也总能对着彼此“滑稽”的姿势哈哈大笑……

  这段科考旅程并非只有极限环境下的惊险刺激。谷鹏飞向大家展示了科考船上的“别样生活”:船上不仅设有篮球馆、乒乓球台等运动空间,还开设了“南极大学”系列讲座,让队员在航行中开拓视野。“我还在颠簸的船上学会了帮厨,给队友们打菜、煮面。”这些鲜活的细节,让“科考队员”的形象变得更加亲切、真实。

  2023年11月底,队伍抵达位于南极圈内的中山站——这个以孙中山先生命名的考察站,是我国南极考察的中心站和枢纽站,站外极端温度达-36℃,却拥有完备的生活设施和科研条件。在这里,内陆队开始了为期16天的准备工作,包括通过直升机吊运物资、燃油整理、车辆维修等关键环节。

冰盖生存挑战

  “大家猜猜,为什么我们车队的舱体要涂成不同颜色?”讲座进入“冰盖生存”环节时,谷鹏飞率先抛出一个有趣的问题。屏幕上,一支由13辆特种车组成的车队,拖拽着色彩各异的舱体在无垠雪原上蜿蜒前行,宛如一座“移动的南极小镇”。“答案很简单——方便区分!”谷鹏飞笑着解释,“绿色舱体是我们20名队员的‘集体宿舍’,红色舱体是保障生存的‘动力心脏’——发电舱,还有蓝色舱体是厨师们大显身手的生活舱……”而这座“移动小镇”的目的地,正是“冰盖之巅”——海拔4087米的昆仑站。

  准备工作完成后,科考队正式开启向昆仑站的进发之旅。这段1200公里的路程,车队足足行驶了15天。雪地上车速极慢,每日行程从清晨8点一直延续到夜晚8点。但这趟“慢速旅程”却暗藏危机,谷鹏飞重点介绍了两种极地特有的“白色恶魔”:一是“白化天气”——天地间瞬间被白茫茫的风雪笼罩,人会完全失去方向感;二是深不见底的冰裂隙——即冰川运动撕裂形成的“冰原伤口”,一旦遇到,只能停车谨慎绕行。

  2024年1月1日,科考队成功抵达昆仑站——我国首个南极内陆考察站,这里不仅是南极冰盖最高点的考察站,还因海拔4087米的高度,成为“高原上的冰站”。这里的气压仅为常规大气压的60%,队员们哪怕只是走路,都会忍不住喘粗气。

  返程途中,科考队还遭遇了一场“40年不遇的强风”考验。在距离中山站100公里处,强风突然来袭,能见度瞬间降至零。“当时,队长通过对讲机逐一报出GPS坐标,我们像盲人一样,一辆车挨着一辆车‘摸’向集合点扎营。”谷鹏飞回忆,当时,大风足足刮了三天,队员们被困在舱内,风停后走出舱门才发现,所有车辆都被厚厚的积雪掩埋,只剩一根天线露在外面。

  在昆仑站,强烈的紫外线将每个人的皮肤晒得黝黑,大家的嘴唇也因干燥而变得发白,队员们必须全程佩戴专业墨镜,否则“在户外待几分钟,眼睛就会什么都看不见”。

  在如此严酷的环境中,科考队员的生活智慧也发挥到了极致:向昆仑站进发的途中恰逢队长生日,大家用南极特有的“雪”亲手制作了简易蛋糕,在零下几十度的冰原上举办了一场独特的生日派对。

极地能源突破

  极端环境背后,是南极科考对能源的巨大需求——这也是谷鹏飞分享的核心主题。以中山站为例,在第40次科考中,总物资重达600吨,燃油就占了400多吨。燃油运输过程极其复杂,需经过海上运输、直升机吊运、抽油倒油、雪橇运输等多个环节,成本高昂,宛如一场“能源的蚂蚁搬家”。

  正因如此,清洁能源成为南极科考可持续发展的有效途径。太原理工大学孙宏斌团队研发的极地规模化新能源系统,针对的南极特殊环境,集成创新光伏、风电和储能技术,克服了低温、强风、极昼极夜等极端条件。

  谷鹏飞在科考期间的主要工作,就是负责前期验证——开发一套独具特色的1kW小型“风—光—氢—储—荷”清洁能源微系统。该系统包括球形风机、太阳能膜、微型气象站和氢能电池等组件。

  更令人振奋的是,在第41次南极科考期间,太原理工大学和山西省能源互联网研究院团队在南极建成了我国首套规模化极地清洁能源系统。其中,风机容量达100kW,实现了容量的大幅提升。该系统于今年3月在我国南极秦岭站首次投入使用,标志着我国在极地清洁能源技术领域取得重大突破。这意味着,从“实验”走向了“实用”,山西的科技创新正在地球最南端为人类的绿色未来贡献坚实力量。

(任皓羽)