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地考察國內基地碼頭，標志著中國第13次北冰洋科學考察圓滿結束。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，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，從而產生變暖的“放大”效應。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、海流和海冰等關鍵要素的第一手資料，為我國北極航道利用提供預報服務。通過考察，也可以獲取諸如極端微生物用于特殊活性物質的提取。如低溫活性酶可用于洗衣產品，使得產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)特征并預測潛在變化，為北極熊等關鍵物種的保護提供科學依據。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、厚度和強度調查，可以為破冰船破冰參數的設定提供科學依據。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，有助于構建北極科考網絡、加深國際社會對北極的認知、推動全球科學技術的發(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、地球物理、空間物理等領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備，開展了長期連續(xù)的北冰洋中央區(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區(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，“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)場調查和模式驗證，我國自主研發(fā)了北極航道氣象和海冰預測模型并業(yè)務化運行。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報服務。

　　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。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)的日側極光（日側高緯地區(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)務化觀監(jiān)測、地質與地球物理調查、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。本航次我國科考船首次抵達北極點開展冰站調查和海洋綜合調查作業(yè)，填補了在該區(qū)域調查數據的空白；首次開展了中層魚調查，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查研究；中俄在加克洋中脊開展地球物理綜合調查，就深部地殼結構、巖漿作用和地球動力學等方面開展合作研究。

　　本次考察應用了諸多新的技術裝備，極大提升了觀測效率，如首次在北冰洋布放自主研發(fā)海冰內應力浮標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)響應提供科學數據支撐。

　　作為北極事務的重要利益攸關方，中國一直是北極事務的積極參與者、建設者和貢獻者，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據，并與有關各方一道，積極應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）