科學家RobertaPirazzini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(shù)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(jié)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AlfredWegener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RobertaPirazzini和Henna-ReettaHannula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,。“極寒的惡劣環(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(jié)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SamanthaBurgess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(jié)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(jié)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(shù)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>