作者：何劍鋒（中國極地研究中心研究員）

　　9月27日，順利完成北冰洋各項考察任務(wù)的“雪龍2”號極地科考破冰船，緩緩靠泊位于長江入?？诘闹袊鴺O地考察國內(nèi)基地碼頭，標志著中國第13次北冰洋科學考察圓滿結(jié)束。我國于1999年依托“雪龍”號執(zhí)行了首次大規(guī)模北極科學考察任務(wù)，24年來，已陸續(xù)開展了13次北冰洋科學考察和19個年度的北極黃河站科考，在綜合考察研究、觀測平臺建設(shè)和國際科技合作等方面取得了顯著成果，進一步提升了我國北極科學研究水平和創(chuàng)新能力，以及在國際北極事務(wù)中的影響力。

　　北極具有重要的科研價值

　　提起北極，大家一定會在第一時間聯(lián)想到地球上最大的肉食性動物——北極熊。它是北冰洋的霸主，習慣在無垠的海冰蓋上游蕩、獵食。我們在進行北極科考時，就很有可能遇見它們。此外，大家還能想到什么？我國為什么要組織開展大規(guī)模的北極科學考察呢？那是因為北極具有重要的科研價值。研究北極可以強化我們對北極的科學認知，服務(wù)于極地保護和利用。

　　北極科學考察可以深刻了解全球氣候變化。北極是地球的冷源之一，冷源出了問題，就會影響到全球天氣和氣候系統(tǒng)。北極地區(qū)同時也是全球氣候變化的敏感區(qū)，其升溫是地球其他地區(qū)的2倍以上。北極升溫會造成海冰面積減少，導致北冰洋吸收更多熱量，進一步加劇海冰融化，從而產(chǎn)生變暖的“放大”效應(yīng)。通過北極科考，可以獲取北極氣候變化的第一手觀測資料，更準確地預(yù)測北極氣候變化趨勢以及對我國氣候環(huán)境的影響。

　　北極科學考察可以促進我國的北極利用。北極航道是指穿越北冰洋、連接太平洋和大西洋的海上通道，它可以極大縮短我國至歐洲的航運距離，降低航運成本，但航行受海冰環(huán)境等制約。通過北極科考，可以掌握航道氣象、海流和海冰等關(guān)鍵要素的第一手資料，為我國北極航道利用提供預(yù)報服務(wù)。通過考察，也可以獲取諸如極端微生物用于特殊活性物質(zhì)的提取。如低溫活性酶可用于洗衣產(chǎn)品，使得產(chǎn)品在冬季不用熱水也可以取得與夏季同樣的去污效果。

　　北極科學考察可以更好預(yù)測生態(tài)環(huán)境變化。全球變暖會對全球的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生深遠影響，如珊瑚礁白化、部分物種滅絕、新物種入侵等，而北極地區(qū)也出現(xiàn)了大陸地區(qū)加速“綠化”、亞北極種類北移等顯著變化。通過現(xiàn)場科學考察，可以系統(tǒng)掌握北極生態(tài)系統(tǒng)特征并預(yù)測潛在變化，為北極熊等關(guān)鍵物種的保護提供科學依據(jù)。與此同時，由于北極升溫是全球平均升溫的2倍以上，開展北極科學考察，也可以為全球升溫背景下全球其他地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的未來變化趨勢提供參考。

　　北極科學考察有助于提升我國特種裝備研發(fā)水平。北冰洋考察需要借助大型科考破冰船以及可供極端環(huán)境使用的特種裝備。通過現(xiàn)場海冰類型、厚度和強度調(diào)查，可以為破冰船破冰參數(shù)的設(shè)定提供科學依據(jù)。通過對冰基浮標、冰下潛航器等研發(fā)裝備的現(xiàn)場試驗和應(yīng)用，不僅提升了我國自主研發(fā)極端裝備的能力，同時為我國北極科學考察的無人化觀測提供了新的手段。北極科學考察也可以促進國際北極合作，有助于構(gòu)建北極科考網(wǎng)絡(luò)、加深國際社會對北極的認知、推動全球科學技術(shù)的發(fā)展。

　　總的來說，北極科學考察不僅有助于我們更好地了解全球氣候變化的趨勢和規(guī)律，保護北極生態(tài)環(huán)境，還能推動科學研究的發(fā)展和國際合作，為構(gòu)建人類命運共同體作出貢獻。

　　中國北極科考成果豐碩

　　我國迄今共組織了13次北冰洋科考和19個年度的北極黃河站科考，2010年中國第4次北極科考部分隊員乘直升機到達北極點進行科考，2012年中國第5次北極科考“雪龍”號試航東北航道，2017年中國第8次北極科考實施了環(huán)北冰洋科考，“雪龍”號穿越中央航道并試航西北航道，2023年中國第13次北極科考，“雪龍2”號到達北極點開展科學考察，在北極大氣、海冰、海洋、冰川、生物、地質(zhì)、地球物理、空間物理等領(lǐng)域取得了一系列科學考察成果。

　　對氣候變化的認知不斷深入。我國自主研發(fā)了海冰漂流氣象站、海冰物質(zhì)平衡浮標、海冰無人冰站觀測系統(tǒng)等一系列冰基自動化觀測設(shè)備，開展了長期連續(xù)的北冰洋中央?yún)^(qū)無人值守觀測，并作為主要參與國參加了迄今最大的北冰洋中央?yún)^(qū)國際合作項目——“北極氣候多學科漂流冰站觀測計劃”的現(xiàn)場觀測，從不同時空尺度揭示了北極海冰的變化機制。研究同時揭示了近30年來，北冰洋大西洋扇區(qū)靠歐亞大陸一側(cè)海域發(fā)生了顯著的“大西洋化”現(xiàn)象，而這些海域海冰的減少，會給我國東北地區(qū)帶來濕冷的天氣。

　　促進了北極航道的實質(zhì)性利用。中國第5次和第8次北極科學考察依托號試航了北極所有三條航道——東北航道、西北航道和中央航道，獲取了現(xiàn)場天氣、海冰和海洋第一手資料，為航道商業(yè)利用奠定了基礎(chǔ)，“雪龍”號也由此成為我國唯一一艘試航北極三條航道的船舶。在“雪龍”號試航東北航道后，2013年，我國中遠海運特種運輸股份有限公司的商船實現(xiàn)東北航道首航。通過現(xiàn)場調(diào)查和模式驗證，我國自主研發(fā)了北極航道氣象和海冰預(yù)測模型并業(yè)務(wù)化運行。截至2022年，已為我國56個東北航道商業(yè)航次提供氣象和海冰預(yù)報服務(wù)。

　　生態(tài)環(huán)境研究取得重要突破。隨著人為排放二氧化碳的增加，大氣二氧化碳濃度增加導致海洋吸收更多的二氧化碳，在一定程度上減緩了溫室效應(yīng)。但海水中溶解的二氧化碳增加會導致海水變“酸”，即“海洋酸化”。海洋酸化會影響很多海洋生物、特別是貝類，導致其外殼變薄、變脆，影響其生存。我國科學家利用“雪龍”號等考察船的走航觀測資料，發(fā)現(xiàn)由于北極升溫導致海冰消退，北冰洋更容易吸收大氣二氧化碳，其酸化速率遠高于其他大洋，居全球首位。通過北冰洋航次考察，我國基本掌握了北冰洋、特別是太平洋扇區(qū)的生態(tài)環(huán)境特征及其變化趨勢。

　　空間環(huán)境觀測形成規(guī)模。兩極是太陽高能帶電粒子進入地球大氣層的窗口，最直觀的體現(xiàn)就是在高緯度地區(qū)夜空出現(xiàn)的絢麗多彩極光，就是太陽高能粒子與高層大氣中的原子碰撞造成的發(fā)光現(xiàn)象。太陽高能粒子不僅會影響地面無線電通信，還會影響地球磁場，導致磁針無法準確指向。我國在北極黃河站建成了首套極光多波段同步觀測系統(tǒng)，實現(xiàn)從可見光、無線電頻段對極光開展觀測。研究發(fā)現(xiàn)了4種不同形態(tài)的日側(cè)極光（日側(cè)高緯地區(qū)的極光），系統(tǒng)掌握了其光譜、形態(tài)和運動特征，揭示了日側(cè)極光的南北不對稱性和晨昏不對稱性。

　　國際合作不斷深化。1996年，中國成為國際北極科學委員會成員國；2004年7月28日，坐落于斯瓦爾巴群島的中國北極黃河站正式啟用；2005年，中國成功承辦了北極科學高峰周會議，開亞洲國家承辦之先河；2013年，中國成為北極理事會正式觀察員國；2018年10月18日，中國和冰島共建的中-冰北極科學考察站正式運行。我國牽頭實施了“國際北冰洋洋中脊聯(lián)合探測”等國際合作計劃，與俄羅斯合作開展了東西伯利亞海聯(lián)合調(diào)查，并與美國、加拿大、俄羅斯、芬蘭等多國開展了國際合作考察和科學研究。

　　　中國第13次北冰洋考察載譽歸來

　　中國第13次北冰洋考察隊由來自自然資源部、中國科學院、教育部等29家單位的99名考察隊員（其中外籍隊員5名）組成，搭乘“雪龍2”號于2023年7月12日從上海出發(fā)，主航線為上海-楚科奇海作業(yè)區(qū)-加克洋中脊作業(yè)區(qū)-北極點區(qū)域-加克洋中脊作業(yè)區(qū)-楚科奇海作業(yè)區(qū)-上海，總航程1.5萬余海里，歷時79天，于2023年9月27日返回上海。

　　考察隊在中北冰洋太平洋扇區(qū)、加克洋中脊和北極點區(qū)域開展為期49天的長期業(yè)務(wù)化觀監(jiān)測、地質(zhì)與地球物理調(diào)查、國家五大類科技計劃項目和國際合作項目等科考作業(yè)，圓滿完成各項科考任務(wù)。本航次我國科考船首次抵達北極點開展冰站調(diào)查和海洋綜合調(diào)查作業(yè)，填補了在該區(qū)域調(diào)查數(shù)據(jù)的空白；首次開展了中層魚調(diào)查，獲取了喬式珍燈魚等魚類樣品；中泰在北冰洋首次開展合作，就新興污染物——微塑料（直徑小于5毫米的塑料顆粒）在大氣、海洋和沉積物中的分布及來源開展調(diào)查研究；中俄在加克洋中脊開展地球物理綜合調(diào)查，就深部地殼結(jié)構(gòu)、巖漿作用和地球動力學等方面開展合作研究。

　　本次考察應(yīng)用了諸多新的技術(shù)裝備，極大提升了觀測效率，如首次在北冰洋布放自主研發(fā)海冰內(nèi)應(yīng)力浮標1套，海冰光學剖面浮標1套，為海冰模式的優(yōu)化發(fā)展提供觀測支持；首次應(yīng)用深度學習方法實現(xiàn)海冰厚度的無人化智能觀測，首次利用多波段合成孔徑雷達（SAR）開展海冰走航和機載觀測，為北極海冰現(xiàn)場考察提供新的觀測手段；首次應(yīng)用海底著陸器獲取長時連續(xù)的高分辨率海底生態(tài)環(huán)境信息，為北極快速變化背景下北冰洋生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)提供科學數(shù)據(jù)支撐。

　　作為北極事務(wù)的重要利益攸關(guān)方，中國一直是北極事務(wù)的積極參與者、建設(shè)者和貢獻者，努力為提高北極科學研究水平貢獻力量。通過多年北極考察，基本掌握了北極環(huán)境特征和變化規(guī)律。但北極變化存在加速的趨勢，我們的北極科考強度和研究深度均有待加強。未來，中國將進一步加強北極科考，大力發(fā)展無人值守長期觀測裝備獲取數(shù)據(jù)，并與有關(guān)各方一道，積極應(yīng)對北極變化帶來的挑戰(zhàn)，為提高北極認識水平、促進北極生態(tài)環(huán)境保護和國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展作出積極貢獻。

　　《光明日報》（2023年10月12日 16版）