北極科學考察

北極科學考察

北極科學考察是指世界各國科學家在北極所進行的科學考察活動。開始于1957~1958年的國際地球物理年,隨著人類科學活動進入大科學時代,以及國際政治格局的巨大變化,80年代後期,北極的科學研究活動已出現了真正國際化的趨勢。2012年8月24日,中國科學家在北極高緯地區發現新型污染物

  • 中文名稱
    北極科學考察
  • 屬    于
  • 開始于
    1957~1958年
  • 意    義
    出現了真正國際化的趨勢

活動簡介

北極的大規模科學考察時代,開始于1957~1958年的國際地球物理年。當時12個國家的10 000多名科學家在北極和南極進行了大規模、多學科的考察與研究,在北冰洋沿岸建成了54個陸基綜合考察站,在北冰洋中建立了許多浮冰漂流站和無人浮標站。盡管隨著北極的地理發現,一些國家很早就開始了零星的海洋學地質學、冰川學、測繪與製圖學、氣象學生物學等學科的考察,但是國際地球物理年科學活動的成功,才標志著北極和南極科學考察進入了正規化、現代化和國際化的階段。

1990年8月28日,經過4年多的艱苦談判之後,在北極圈內有領土和領海的加拿大丹麥芬蘭冰島挪威瑞典美國俄羅斯共8個國家的代表,在加拿大的瑞薩魯特灣市簽署了國際北極科學委員會章程條款,成立了第一個統一的非政府國際科學組織,也就是所謂的“八國條約”。這雖然是一個非政府機構,但章程條款明確規定,隻有國家級別的科學機構的代表,才有資格代表其所屬國家參加該委員會。也就是說,這實際上是個帶有明確政府標志的非政府國際機構。因為,對于北極或者南極這樣的特殊地區來說,無論以什麽名義開展活動,如民間團體、私人等,都會被視作某種意義上的“國家行為”。但國際北極科學委員會又是一個科學機構,因而至少在形式上表達了各國政府和科學家們淡化經濟、軍事和政治色彩的願望。盡管除了少數堅持理想主義的科學家以外,誰都知道不同國家在北極的利益沖突是無法完全回避得開的。國際北極科學委員會的宗旨是科學、交流與協調,並且對正在北極或非北極開展與北極有關的重要科學活動的非北極國家開放。

1991年1月,該委員會在挪威的奧斯陸召開了第一次會議,並接納法國、德國日本荷蘭波蘭英國6個國家為其正式成員國。至此,人類在北極地區的國際科學合作終于邁出了艱難的,但卻是具有歷史意義的一步。

國際北極科學委員會雖然成立時間不長,但已經進行了卓有成效的工作。在“和平、科學、合作”原則的基礎上,委員會積極協調並指導各國的北極考察活動;針對一些重大科學問題組織龐大的國際合作計畫;並且以“公約”、“議定措施”、“現行決議”等方式對北極的生物資源礦產資源、能源及環境實施及時有效的保護。該委員會為不同社會製度、不同國家地區的科學家們提供了活動的舞台和表達見解的機會。各個學科、各種專業的科學家都可以在那裏找到共同的語言。

考察之最

東北航線

富蘭克林的悲劇公諸于眾之後,人們對西北航線一度失去了熱情,但對東北航線,並未忘懷,隨著歐亞大陸以北一系列島嶼的相繼發現,如何打通東北航線的輪廓似乎也愈來愈清楚了。最後,這一殊榮終于落到了一位芬蘭人的手裏。  1831年,阿道夫·伊雷克出生在芬蘭,其父是一位非常有名的科學家。那時候,芬蘭還是俄國的一部分。當他20多歲時,由于激進的活動而被驅逐,被迫移居斯德哥爾摩,成為瑞典人,後來成為諾登許爾德男爵。1858年,他作為一名地質學家,隨隊到斯匹茲卑爾根島進行了第一次北極考察。接著于1864年又對該群島進行了兩次考察,並繪製出一張相當精確的地圖。  後來,由于在新地島和科拉海附近的捕鯨活動愈來愈多,諾登許爾德便對廣闊的西伯利亞海岸產生了濃厚的興趣。他認為,如果能把西伯利亞沿岸的航線打通,就可以把那一帶豐富的得天獨厚的資源直接運到歐洲市場。因此,從1873年開始,他連續兩次從科拉海航行到葉尼塞河,並逆流而上,一直到達內地的葉尼塞斯克。然後,在做好了充分的準備以後,于1878年7月18日,率領4艘艦艇,由來自瑞典、俄國、丹麥、義大利和挪威的海軍陸軍軍官以及科學家、醫生、工程技術人員和水手組成的共30人的國際性隊伍,浩浩蕩蕩地向東北航線再次沖擊,將完成一次環繞歐亞大陸的歷史性航行。起先似乎一切都很順利,到9月初,他們已經進入了楚科奇海,勝利在望。然而,到9月28日,離白令海峽當年庫克船長到過的北角隻有193公裏,他們的船隻卻突然被牢牢地凍住,動彈不得。10個月之後,就在出發一周年的那一天,即1879年7月18日,他們的船隻才掙脫了出來。強勁的南風把浮冰吹開,為他們讓出了一條通往勝利之路。1879年7月20日上午11時,他們終于繞過了亞洲大陸的東北角,進入了白令海峽。來自太平洋的氣味撲面而來,人類為之奮鬥了幾個世紀並付出了巨大代價和犧牲的東北航線終于走通了,而這次僅僅用了一年零兩天的時間。

西北航線

英國人辛辛苦苦在通往中國的西北航線上尋覓了幾個世紀,以富蘭克林的失敗而基本告終。人們萬萬沒有想到的是,這枚金牌,落入了挪威人的手裏。

1872年7月16日,阿蒙森出生在一半國土位于北極圈內的挪威,他還在少年時代就立下了征服北極的雄心壯志。1897年,他中斷了醫學院的學業,以大副身份加入比利時船隊赴南極考察,並在那裏越冬,這更增加了他對兩極探險的興趣。1899年回到挪威之後,他便把註意力轉向北極。

1903年6月16日午夜,天還下著毛毛細雨,為了避開債權人的威逼和阻擋,他和精心挑選的6個伙伴悄悄地離開奧斯陸碼頭,向茫茫大海駛去。8月20日進入拉卡斯特海峽,兩天後便登上了富蘭克林當年越冬的那個小島。接著,在威廉王島度過了第一個冬天。這裏便是富蘭克林探險隊全軍覆沒的地方,但他們的運氣好得多,不僅可以獵到馴鹿,而且還交了許多愛斯基摩朋友。

1905年8月26日,他們駕著“格加”號小船,終于走出了加拿大北極地區島嶼密布、冰山林立的迷宮,進入了廣闊的波弗特海。突然,地平線上出現了一艘船隻,引起了他們一陣驚喜。這是一艘來自舊金山的美國捕鯨船,是屬于白令海捕鯨船隊的。這就意味著,人們幾個世紀來為之奮鬥的目標終于實現了。尋找西北航線終于從夢想變成了現實。一年以後,即1906年8月的最後一天,阿蒙森駕著小船一聲長鳴,進入了阿拉斯加西海岸的諾姆港,宣告了他這次歷史性航行的最後勝利。

最先抵達

人類征服北極點的夢想由來已久,早在1527年,一個叫托尼的美國商人就曾寫信給亨利八世,認為有必要通過北極點去尋找一條通往中國之路。後來,威勞畢于1553年,巴倫支于1596年,哈得遜于1607年都曾嘗試通過北極點而尋找一條通往中國之路,雖然都以失敗而告終,卻為商船開闢了一條新的航線。

200年之後,為了同樣的理由,莫普斯于1773年,斯科萊斯畢于1806年,伯坎于1818年,潘瑞于1827年再次嘗試通過北極點,尋找一條到達東方的近路。後來,是美國人改變了這一進程的初衷。先是格雷斯,後有皮爾裏,他們把進軍北極點看成是一場純粹的體育比賽,並且取得了最後的勝利。  在第一次試探失敗之後,皮爾裏于1905年發起了第二次向北極點的沖擊。這一次,他一共帶了200多條狗和幾個愛斯基摩人家庭,包括男人、女人和小孩子。男人可以運送東西,女人可以縫製衣服,孩子們則可以調節氣氛。這次努力雖然也失敗了,但到達了北緯87°06′的地方,離北極點隻差273.58公裏。  接著,1908年7月,皮爾裏又發起了第三次,也是最後一次向北極點的沖擊。這時,由所有的贊助人組成了一個“皮爾裏北極俱樂部”,專門協助他解決所需的資金問題。這次共有22個人,包括船長、醫生、秘書和一直追隨他的黑人助手亨森等。另外還有59個愛斯基摩人,帶了246條狗。9月初,“羅斯福”號到達了北極海域,並把所有東西都運到了哥倫比亞角的陸上基地。  1909年2月的最後一天,共有24人、133條狗,從基地出發,踏上了遠征北極點的茫茫之路,零下五六十度的嚴寒,造成了嚴重的凍傷,狂風漫卷著飛雪,迷住了人們的眼睛,起伏的冰山撞壞了雪撬。後來,又遇上了一條寬大的裂縫擋住了他們的去路。6天後,冰縫終于合攏了,他們才得以繼續前進,4月1日,他們行進了一個月,共走了450多公裏,離北極點還有214公裏。這時,皮爾裏將最後一批支援人員遣返回去,隻帶了亨森和4個愛斯基摩人作最後的沖刺。幸運的是,他們遇到了連續幾天的好天氣。1909年4月6日,他們終于到達了最後的目標,北極點就在他們的腳下!據後來證實,他們那時的位置,是在北緯89°57′。過去300多年來人們追尋的目標,他們隻用了30多天便把它變成了現實。 

最先飛抵

1926年5月9日,美國極地探險飛行家伯德和同伴貝內特駕駛三引擎的飛機從斯匹茲卑爾根群島的王灣出發,在北極上空盤旋了一圈。他雖然聲稱飛越了北極點,但因未敢著陸進行任何考察和探測,所以不僅他們的成功被認為是沒有什麽實際意義,而且連他們是否真的飛過北極點也受到懷疑。

兩天以後,即1926年5月11日上午8時50分,挪威的阿蒙森,美國的愛爾斯沃斯和義大利的飛艇設計師諾比爾從同一地點出發,駕駛可操縱的飛艇“諾加”號,經過16小時40分鍾的飛行之後,順利地降落在北極點,並在那裏插上了挪威、美國和義大利的國旗。這一行動使阿蒙森成了第一個既到過南極點又到過北極點的人。然後,又經過72小時的長途飛行,于5月14日早晨,在阿拉斯加的一個小村庄著陸。這也是人類第一次從歐洲越過北冰洋而到達美洲的飛行,全長5460.3公裏。

此後,人們仍然圍繞著北極點這個地球之巔大作文章,又創造了許多第一。例如, 1937年,有兩個俄國人乘飛機第一次在北極點降落。1958年,美國的核動力潛艇從冰下第一次穿過北極點。1959年,美國潛艇斯卡特號第一次沖破堅冰,在北極點浮出水面。1968年,美國的一個探險家,乘雪上摩托,自皮爾裏之後,第一次到達了北極點。1969年,一個英國的探險隊,乘狗拉雪撬從巴羅出發,也到達了北極點。1977年,蘇聯的破冰船北極號第一次破冰斬浪,航行到了北極點。

最先抵達的亞洲人

植村直己

1978年,日本勇敢的單身探險家植樹村直己獨自駕著狗拉雪橇,完成了人類歷史上第一次一個人單獨到達北極點的艱難旅程。目前為止,他也是唯一的隻身到達北極點的亞洲人。6年之後,他在又一次獨身登山探險活動中,再也沒有回來。他終于走完了自己探險生涯的旅途,長眠在阿拉斯加麥肯齊雪山的冰峰下。

最早的中國人

1947年,重慶大學工學院院長馮簡教授,代表中國出席巴黎國際文教會議,然後由當時中國駐挪威大使館代辦雷季敏相助,隻身進入挪威的北極圈內地區開展考察。他此行回國後,著有《餘在北歐時所見之北極光》。馮先生于重慶解放前夕,被國民黨脅迫舉家赴台灣,已于1962年病逝。他是第一位進入北極開展科學考察的中國科學家。

武漢測繪科技大學高時瀏教授,1949年至1951年受聘為加拿大聯邦政府大地測量局工程師,在此期間,曾帶幾名助手進入加拿大北極圈裏的一個無人區,進行大地測量。當他們走到布西亞灣和布西亞半島附近時,驀然間驚奇地發現,他們手中羅盤上的磁針鬼使神差般沖下,不像以往可以左右移動了。再看繪緯儀,原來他們所立的位置,為北緯71°,西經96°,正居地球北磁極!能夠找到北磁極,是一種難得的幸運!因為北磁極時刻圍繞著一個160公裏的圓圈移動著,與人們捉著迷藏。自高時瀏幸運地巧遇北磁極,到1985年,北磁極已經“跑”到北緯78°,西經102°,僅水準方向即已“跑”了近800公裏。

另外中國人最早進入北極的紀錄還有:1958年11月,新華社駐莫斯科記者李楠,乘坐蘇聯直升飛機,前往蘇聯設在北極冰蓋上的第六號浮冰站和第七號浮冰站,進行實地採訪。此行中,他從空中掠過了北極點。1993年,香港攝影家李樂詩,乘飛機在北極點降落,作為第一個抵達極點的中國人,她在地球之巔展開了鮮艷奪目的五星紅旗。進入90年代,北極地區局勢和緩,開始接納一切對之心馳神往的人們。從此,高登義位夢華、張青松等一批科學家,相繼進入這一地區,從各個角度對其進行考察研究。

90年代以來,我國部分科學家還通過各種途徑參加了有關國家的北極考察隊,或者在當地現有條件支撐下,開展部分研究工作。

自1991年開始,中國科學院大氣物理研究所與挪威北極研究所和斯瓦爾巴德大學合作,開展了斯瓦爾巴德地區天氣、氣候以及大氣物理研究。

中國地質科學院的部分科研人員,自1992年起,先後應邀參加了英國挪威和德國的北極地質考察隊。

自1993年開始,國家海洋局第二海洋研究所與德國馬普基金會等機構合作,開展北冰洋的生物學和海冰變化研究。

1993年開始,中國科學院蘭州冰川凍土研究所與加拿大McMaster大學合作,開展了加拿大北極群島地區的凍土水文學與凍土環境變化研究。自1994年3月開始,中國科學院地理研究所和蘭州冰川凍土研究所與美國阿拉斯加北坡自治區政府合作,開展了阿拉斯加北坡地區1萬年以來氣候與環境變化的考察研究。1994年5月開始,中國科學院青島海洋研究所與美國阿拉斯加北坡自治區政府合作,開展了波弗特海淺海區域鯨魚種群與生態習性的調查研究。

1995年開始,中國科學院蘭州冰川凍土研究所與挪威北極研究所和斯瓦爾巴德大學合作,開展了斯瓦爾巴德地區的冰川學研究,先後有3人次參加了野外考察。

1996年4月,武漢測繪科技大學與香港極地科學推廣中心合作,開展了格陵蘭地區的測繪學研究。

中國首次遠征

北極地區通常是指北極圈(66°33′N)以北的區域,包括北冰洋的絕大部分水域、格陵蘭島、冰島等島嶼以及歐亞大陸、北美大陸的北部地區,總面積約2100萬km(平方),其中陸地近800萬km(平方)。也有學者以最熱月陸地10℃等溫線、海域5℃等溫線作為北極地區的南界,總面積約2700萬km(平方),其中陸地近1200萬km(平方)。

北極地區的土著居民是因紐特人,總人口近500萬,包括拉普人等19個分支,主要分布在北冰洋沿岸,屬蒙古利亞人種。

北極是全球氣候變化的“啓動器”之一,海冰、洋流和氣團的變動直接導致全球變化或異常跳躍。北極地區廣達1300萬平方公裏的苔原帶,是全球最大的固碳地,近200年來該帶北縮300-480公裏,已使大量的固碳氧化進入大氣層,加劇了溫室效應的節奏。近100年來,北極苔原帶平均升溫2-4℃,已對周邊地區產生難以估量的影響,北極脆弱易變的自然環境,使其成為全球變化重要的“指示器”。極光、哨聲、磁暴等太空對地球的作用信息,隻有在極區才可捕捉,不僅是為日地關系研究而且也為空間科學提供了天然的“實驗場”。人類歷史上三次大規模的挺進北極,不僅形成獨特的冰雪文明,而且也提供了的人與自然相互作用的典型樣板,尤其在人類面臨生存與發展這一共同命題的今天,探索解析北極人地關系更顯其重要。北極酸雨和煙霧等環境污染已開始向中低緯區擴散,我國也已受其侵害,研究其集散機製和路徑可為我國二十一世紀生存環境調整提供科學依據。

北極豐富的自然資源,將是新世紀重要的資源尤其是能源基地,而對北極資源的開發必然產生諸多環境問題,研究環境的脆弱性,製訂科學合理的開採計畫,已成為全球人類共同關心的問題。

國際北極科學研究已有上百年歷史,幾乎涉及到全部的學科領域,在此過程中,我國已有少數科學家通過各種形式參予了部分考察研究項目,然而我國正式組隊的考察則始于1995年。1993年3月10日,由中國地理學會等七個全國性學會發起,經中國科協批準成立了“中國北極科學考察籌備組”,6月24日,孫樞周秀驥馬宗晉陳運泰等科學院院士和有關極地專家,全面論證了籌備組提出的《北極科學考察與全球變化斷面研究的計畫與構想》,並一致同意將其作為中國北極科考的長遠規劃,其宗旨是開展北極與全球變化研究,為我國二十一世紀生存環境的調整提供科學依據,1994年2月24日-26日,籌備組召開了首屆中國北極科學考察研討會,孫鴻烈、周秀驥、馬杏垣李廷棟等科學院院士和有關極地專家,審查通過了《中國北極科學考察的優先領域和重點項目》,擬定了1995年和1996年兩階段科考的路線、項目和實施方案,在此基礎上,經有關研究機構和學術團體的反復蘊釀,形成了首次北極點科學考察隊的工作內容和執行計畫,即圍繞全球變化這一核心,開展冰雪、海洋、環境、遙感遙測、生物生態等項研究,所有課題都是在大量分析國外同類研究成果的基礎上提出的,並不苟求面面俱到,而是著眼于現有條件下可能孕育的生長點。

1995年1月19日-27日,在東北松花江冰面上開展了封閉模擬訓練,檢驗了所有預備隊員的身心狀態及儀器設備的可操作性,之後不同層次的論證會詳細審查了課題的實施方案及承擔人員的能力,經主管部門批準,完成了組隊。中國首次北極點科學考察是由中國科協主持,中國科學院組織的大型境外科考活動,以政府支持、民間集資方式運作,得到了新聞界、科學界和企業界的大力支持和廣泛參與,科考隊由25名隊員組成,除1人來自香港外,其餘分別來自全國七大部委、涉及18個單位。

1995年3月31日,全體隊員離境,經美國赴加拿大哈德遜灣開展負重滑雪和駕狗拉雪橇訓練。4月22日7名科考隊員由設在加拿大北極群島孔沃利斯島上的雷索柳特基地(74°N)出發,沿西經80°的冰面自88°N向北極點進發,跨越了波弗特海環流區和貫極點洋流帶這兩大北冰洋的重要系統,于台北時間5月6日上午10點55分到達北極點。共採集各類樣品542號,取得觀測資料上萬組,拍攝典型樣點圖象上千幅,還有大量的文字和電視記錄資料。這次科考任務的圓滿完成,填補了我國自然科學研究地域上的空白,證明中國科學家有能力深入北冰洋腹地開展科考觀測和取樣,部分科研成果及野外執行情況已提交1995年12月21日在美國召開的第二屆國際北極科學大會,為我國加入國際北極科學委員會奠定了基礎。不久後,首次遠征北極點科學考察活動使近400名中國科學院和中國工程院院士聯合評選為1995年中國十大科技新聞之首。

此次考察期間,開展的雪冰化學研究,在亞北極地區開始不等間隔的布置點位,自北緯88度至北極點以10km間隔等距布設點位,在每一點位進行雪坑觀察採樣、海冰鑽芯以及氣象要素觀測工作。在實驗室分析的基礎上,初步查明了北冰洋表層雪冰中化學元素的組成特征及其環境意義;與亞北極地區表層雪冰化學成分的對比表明,現代環境污染不僅在亞北極地區和北冰洋腹地有較高濃度的集聚,而且呈現逐年上升的趨勢;雪冰中儲存的環境信息還表明,近年北極地區氣溫有不斷升高的現象;與南極地區的表層雪冰研究結論相比,北極地區不但表露出人工環境要素擾斷自然過程的現象,而且還存在對人類活動敏感度降低的特征。

由于此次考察海域均被浮冰覆蓋,傳統的海洋學研究隻能依靠站位鑽冰實現,共布設測站5個,同時在北緯82°和北緯84°各布設測站1個。每一測站以100組/m的資料密度進行溫鹽深觀測,以100-500組/m的資料密度觀測海水的流速和流向,以0m、30m、100m和200m的間隔採集水樣,初步揭示了Beaufort渦旋區流場的分層特征、斷面特征、剪下特徵和水體平衡;較全面的了解了該區的溫鹽特征,對水系和水團範圍進行了劃分;研究了海洋微迴圈及其垂直穩定度和對流特征;水體營養元素和化學元素的分析,揭示了該區重金屬元素和營養物質的分布特征;水體化學元素對北冰洋環境具有重要的示蹤意義。極冰動力學的研究主要包括冰漂移和冰厚度兩方面,利用每晚宿營和早晨出發前的重復位置測量,確定海冰在觀測期間的平均拉格朗日的漂移,研究表明在北緯89°附近跨極點洋流和Beaufort海渦流交匯區,海凍的漂移速度最大;海冰厚度採用小尺度觀測和大尺度觀測相結合的方法,在百米範圍內離中心點1-10m的距離密集觀測,而大範圍則以小尺度觀測為基礎用算術平均的方法求算;基本掌握了極點附近海冰漂移規律、冰厚分布及其與歷年的差異,配合海洋學研究,

探討了北冰洋海水與海凍的熱力學過程。

考察隊還在北冰洋沿岸區調查各自然地理要素的特征,採集各類沉積物剖面和樹木年輪樣品,收集有關觀測台站的資料,結合實驗室分析,全面認識該地區的自然環境結構和演變過程;在北冰洋區域,記錄每日的氣象要素,採集表層冰雪樣品,分析人類活動對極地海洋的影響;收集大氣氣溶膠樣品,分析不同地帶氣溶膠的特征;不同地理單元中重金屬元素的組成反映了第二次世界大戰以來全球工業發展對北極地區環境的影響強度及其變化過程;寒區環境自凈能力存在明顯的地帶性差異,這將是極區持續發展中值得特別關註的問題;沉積物研究表明,近代北極地區的氣候有逐漸變幹暖的趨向;與其它地區相比,北美北極區似乎有時段上的超前性和變幅上的放大性特征,是全球變化重要的預警區。

考察隊調查了苔原帶和苔原-荒漠過渡帶的生物群落組成及其地理分布,測量了植物群落的CO2代謝量;監測生態環境因子的近期變化;進行土壤樣方調查,採集各類土壤樣品,分析極端環境下的地球化學過程;不同地帶生物多樣性與生態環境因子的調查研究,揭示了極地地區生態環境因子之間的相關性;極地生物多樣性信息庫的建立,為生態系統的研究提供了基礎。

中國北極科考

中國作為北半球最大的開發中國家,受北極地區氣候與環境變化的影響最為直接、快速而深遠。自1999年中國首次組織開展北極考察以來,針對北極海冰、海洋與大氣變化同中國氣候環境變化的關系,先後開展了三次以“雪龍”號科學考察船為平台的北冰洋區域綜合考察,對北極地區氣候與環境變化的機理,有了初步的認識與了解,獲得了一批有價值的科學考察研究資料與樣本。 中國第四次北極科學考察隊將于2010年7月1日出發,前往北冰洋區域執行科學考察任務。國家海洋局新聞發言人李海清介紹,這次北極考察是繼1999年、2003年、2008年3次北極科學考察之後,中國第四次進行北極科學考察,也是歷次北極考察中時間最長、人數最多的一次。他說,作為第四個國際極地年中國行動計畫的組成部分,中國第四次北極科學考察將圍繞北極海冰快速變化機理研究、北極海洋生態系統對海冰快速變化的回響兩大科學目標,在白令海白令海峽楚科奇海波弗特海、加拿大海盆、門捷列夫海脊等海域,開展與海冰大範圍融化相關聯的大氣、海冰和海洋過程觀測,以及生態系統多學科綜合考察。此次北極考察隊由來自20多個單位的科研人員、後勤保障人員、媒體記者、“雪龍”號船員組成,同時邀請來自美國法國芬蘭愛沙尼亞韓國的7名科學家參加,考察隊總計122人。其中,包括一名來自中國台灣地區的科學家,這是繼第26次南極考察後,第二次邀請我國台灣地區科學家參加極地考察工作。本次北極考察隊的領隊由國家海洋局極地考察辦公室副主任吳軍擔任,首席科學家由來自國家海洋局第三海洋研究所所長餘興光擔任,“雪龍”號科學考察船的船長由來自中國極地研究中心的沈權擔任。北極考察隊7月1日從廈門出發,計畫9月23日返回上海,歷時85天,是歷次北極考察時間最長、人數最多的一次。

中國航海史上新紀錄

中國第四次北極科學考察隊出色完成科學考察任務,2010年9月20日上午乘坐“雪龍”號極地科學考察船載譽凱旋,順利返回位于上海浦東的中國極地考察國內基地碼頭。國家海洋局和上海市政府舉行熱烈歡迎儀式。

中國第四次北極科學考察歷時82天,是我國歷次北極考察時間最長的一次。“雪龍”號極地科學考察船總航行12000多海裏,最北到達北緯88度26分,創造了中國航海史上新紀錄。

中國第四次北極科學考察緊緊圍繞著北極海冰快速變化及其北極海洋生態系統對海冰快速變化的回響兩大科學目標,共完成135個海洋站位的綜合調查、1個“長期冰站”的海冰氣綜合考察和8個“短期冰站”的考察、1個北極點站位的觀測,考察範圍涵蓋白令海、白令海峽、楚科奇海、加拿大海盆、門捷列夫海脊、弗萊徹深海平原海域、北極點等海域,南北縱貫2300海裏,東西橫跨1100海裏,範圍之廣、內容之全、取得的資料和樣品之多,以及到達的緯度之高,均創造了我國歷次北極科學考察中的新紀錄。

自主建造破冰船

在地球南北兩極開展科學考察,“雪龍”號將不再是單兵作戰,中國即將自主建造第一艘極地科學考察破冰船,國家海洋局將面向社會公開征名。 據國家海洋局極地考察辦公室黨委書記秦為稼介紹,目前,中國新增一艘極地科學考察破冰船的項目已得到國家發改委正式批復,現正進入實施階段,即將向國內外開展設計招標,並將在國內自主建造。根據計畫,國家海洋局將在11月正式推出征名方案。

據悉,中國新增的極地科學考察破冰船今後將與“雪龍”號極地科學考察船一起,同時實施南北極多學科綜合考察,這兩艘破冰船還可以聯合國內其他的海洋考察、大洋調查船隻,根據不同計畫進行編組,組建一支現代化的極地科學考察船隊。

中國開展極地科學考察事業27年來,一共使用過三代考察船。1984年,中國首次開展南極考察使用的是“向陽紅10”號,這是一艘滿載排水量為13000噸的普通船隻,無破冰能力。

1986年,中國南極考察開始使用“極地”號科學考察船,這艘船原系芬蘭勞馬船廠建造的一艘具有1A級抗冰能力的貨船,中國購進後改裝成南極科學考察船,在完成了6個南極航次考察任務後,于1994年退役。

目前中國正在使用的“雪龍”號極地科學考察船于1993年購自烏克蘭,全長167米、滿載排水21000噸,配備了現代化的航行、定位和導航系統,具備以1.5節航速連續破冰1.1米(含0.2米厚的雪)的能力,可搭乘科考隊員120人,主要承擔了南極考察站物資補給運輸、科考隊員的交替和南北極大洋調查等三大任務。

“27年來,我國極地科學考察一直是單船作業,已經嚴重製約了極地海洋學科的研究和發展。”秦為稼說。據統計,27年來,中國“向陽紅10”號、“極地”號和“雪龍”號三代極地考察船在南大洋海洋調查總時間,還不及美國1艘考察船1年的調查時間。“雪龍”號的破冰能力不足,也難以滿足南極科考需要。 “新增一艘極地科學考察船將會有力打破這個瓶頸,同時還可提升我國破冰船的建造能力,”秦為稼說,“隨著全球氣候變暖北極航道有望開通,用于極地冰區航行的船舶今後需求潛力很大。”

根據設計規劃,中國新增的極地科學考察破冰船將採用國際先進的最優船型設計,電力推進系統,破冰等級為PC3(即在兩極水域混有陳冰的次年海冰中,破冰厚度不低于1.5米海冰加0.2米雪),連續破冰速度2-3節;舶總尺度為長100米-120米、寬20米-24米,最大吃水9米,輕載排水量8000噸級,續航力20000海裏,載員90人,自持力60天,能滿足南北兩極海域航行和綠色環保要求。

據介紹,在科學調查功能設計上,將充分考慮系統性、兼容性和柔性,涵蓋物理海洋、海洋化學、海洋生物、海洋地質、海洋地球物理、大氣科學等眾多專業,同時具備一定的考察站後勤物資補給能力。

考察發現

2012年8月24日,參與中國第五次北極科考的科學家說,最新研究發現,一些新型溴代阻燃劑、全氟烷基化合物等有毒有害物質首次在北極高緯度海區出現。

參與本次科考、來自廈門大學海洋與地球學院的蔡明剛博士說,這些新型持久性有害污染物對生物和人類多具有致畸、致癌以及內分泌幹擾等特征,它們對北極地區環境和生態系統的影回響當引起更多關註。

據介紹,自中國開展北極科考以來,尤其是2008年和2010年開展第三、第四次北極科考後,科學家在海洋大氣化學等多個學科領域獲得大量重要樣品,通過後續樣品處理和資料分析得出初步結論,北極地區污染程度整體呈下降趨勢。

蔡明剛說:“從已有研究結果看,以有機氯農葯為例,自上世紀80年代這類持久性有機污染物被禁止生產及使用以來,這類物質在北極海水中的濃度呈現不斷下降趨勢。”

一直以來,北極地區就是全球氣候變化回響最敏感的區域,也是北半球人類活動產生持久性有機污染物的主要“埋葬地”。專家認為,隨著北極環境快速變化、海冰融化加劇以及人類活動增加,北極海域可能逐漸從一些傳統污染物的“匯集地”變為“源頭”。

蔡明剛進一步解釋說,中國科學家對大氣和海水中傳統持久性污染物進行了實際觀測和模型預測,最新結果顯示原有平衡可能已被打破,包括多種有機氯農葯在內的污染物通過海氣交換重新釋放進入大氣,進入食物鏈從而傳遞進入北極高等生物甚至人體中。

相關詞條

其它詞條