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史上最大规模北极联合科考拉开帷幕 冰封下的中国力量

史上最大规模北极联合科考拉开帷幕 冰封下的中国力量

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  • 发布时间:2020-01-04 00:00
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10月28日的挪威特罗姆瑟港,寒意正浓。天色渐晚,远处飞机引擎的轰鸣声依稀可闻。中国海洋大学海洋与大气学院副教授李涛站在冰天雪地里,彼时的他刚刚在北冰洋里布放了一套海洋漂移浮标。

“看来机组人员已经在茫茫冰原上发现我们了!”一位德国科学家打了个寒颤。

“再晚一点,天色暗下来,咱们就真的危险了。”李涛感叹道。

此次前往北极的科研团队由来自19个国家的逾200人组成。作为其中一员,李涛已结束了为期50天的考察,等待着归程。

近距离了解北极气候及其生态系统的变化机理,是他们此行的目的。从科学上说,北极正在成为研究全球气候变化的中心。冬季寒潮、夏季热浪等极端天气,都与其地区气候变化息息相关。

在接受《中国科学报》采访时,这位年轻的学者对这段经历记忆犹新。“能够集中国际上最先进的科考设备,汇总全球科研数据和科研人员,无疑是人类北极科考史上的宝贵财富。”

布建北极海洋环境实时监测网

此次李涛前往北极,参与的是北极气候研究多学科漂流观测计划(MOSAiC)第一航段的建站任务。

作为国际北极科学委员会(IASC)的大型旗舰计划,MOSAiC是迄今为止规模最大的北冰洋中央区国际合作计划。它于9月20日启动航次,将借助德国“极星号”破冰船对目前全球气候变化的核心区域——北极,进行为期一年的观测研究。

此前,国际上针对MOSAiC计划召开了多次会议。作为参与本次计划的我国官方组织机构,国家海洋局极地考察办公室与德国亥姆霍兹极地与海洋研究中心阿尔弗雷德·魏格纳研究所经过多次协调和讨论,为中国科学家争取到了为数不多的参与名额。

李涛无疑是幸运的,基于在北极上层海洋—海冰相互作用领域的出色工作,他成为该计划中的一员。

李涛回忆,第一航段中,“极星号”破冰船在北纬85度左右的海冰处冻结。按照计划,他所在的团队需在北冰洋中心区布设5套冰基拖曳式海洋剖面浮标。“我们的装备属于无人值守的自动观测装备,它将自动采集海洋里的各种物理数据,通过卫星传回地面,即使在中国青岛也能实时接收海洋信息。”他骄傲地说。

然而,在冰面上作业并非易事。钻孔时,涌上来的冰水瞬间就将鞋裤浸湿,李涛的双脚时常被冻得失去知觉。由于工作需要,他不得不长时间趴在冰面上进行布放作业。

设备入海后,团队还需要在冰面上进行一次完整剖面的测量过程,并与国内确认数据正常。如果一切顺利,整个过程将持续2.5~3小时。

“国内已经收到观测数据了!设备运行一切正常。”一同前去的还有中国海洋大学硕士研究生朱嘉良,这是他的第一次北极考察之旅。

朱嘉良告诉《中国科学报》,这5套冰基浮标将在北冰洋中心海域组成我国北极海洋环境实时监测网,对北冰洋气象和海洋环境进行长期连续的实时监测,将为北极气冰海相互作用研究和业务化监测提供数据支撑。

至此,中国北极海洋环境监测翻开新的一页。

揭开全球气候变化的“面纱”

不仅中国海洋大学,全球科学家都在迫切等待MOSAiC团队收集到的北极数据。

为何北极地区的变暖速度超过全球其他地区两倍以上?美国科罗拉多大学国家冰雪数据中心主任Mark Serreze认为,这或许能从此次收集的数据中寻觅线索。

“现有气候模型似乎都无法正确描绘北极地区的能量和海冰变化情况,而这些变化会改变北极气候。而北极地区的改变将对全球气候造成巨大影响。”Serreze表示,比如融化的多年冻土或会释放出冰封的大量碳元素。

除此之外,北极的“一举一动”也牵动着低纬度地区的大气状况。一些科学家怀疑,北极变暖正在改变迂回曲折的高空高速气流,其对整个北半球的天气有驱动效应。“北极变暖的加剧或许是全球大气环流改变的结果,而不是其原因。把MOSAiC的数据带入气候模型会有助于厘清事实。”Serreze说。

中国科学院西北生态环境资源研究院副研究员李传金曾赴北极、格陵兰岛考察多次,他告诉《中国科学报》,MOSAiC计划有望揭开全球气候变化的“面纱”。

一般而言,北极频繁增温加速了海冰融化,改变极区的海水—海冰—大气间的热量和水汽交换,最终使海冰继续加速融化,极地气温继续加速上升,从而导致全球变暖。“这一部分已经有明确结论,但具体机制还需要进一步探讨。”

“另外,北极地区的航道问题和资源开发,对于我们国家未来发展也起到重要作用。”李传金补充道。

为北极研究贡献中国力量

据了解,作为MOSAiC的参与方之一,中国将全力参与这场史上最大规模的北极科考。

此次中方科学组首席科学家为中国自然资源部第二海洋研究所研究员、中国科学院院士陈大可,现场观测协调人由中国极地研究中心研究员雷瑞波担任。同时,“雪龙2”号科学考察破冰船将于2020年8月承担为德国“极星号”补给燃油和食品、运送科考物资和人员的任务,以保障计划顺利实施。

在李涛看来,无论从整个项目的组织过程还是参与度来说,中国都在MOSAiC计划里占据前三甲地位。“破冰船来自德国,首席科学家也是德国人,美国的科学家带来了很多先进的仪器设备,中国方面约有十几位科学家参与,在项目补给方面也付出很多。”

在此期间,中方将执行海冰、海洋、大气、生态、生物、地球化学的现场观测和采样任务,并构建一套由船基观测、主冰站观测和浮标阵列观测相配合的观测体系。

李涛透露,MOSAiC第一航段的任务将于12月底结束,目前第二航段的任务已经开启。往后陆续会有来自中国各院所的科研人员进行交接。

未来“极星号”将止于何处?答案无人知晓。

“我们的科研跟着海冰走。”MOSAiC计划首席科学家、德国亥姆霍兹极地与海洋研究中心博士Markus Re在接受媒体采访时说道。不过他表示,根据海冰漂移的统计结果,结束的地点可能定于北极附近,或格陵兰岛和斯瓦尔巴群岛间的弗拉姆海峡。

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