1. 探極八萬里 縱橫三大洋:中國極地調查發展經歷了怎樣的巨變?
    來源:科普中國
    發布時間:2024-01-23
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    01 極地簡介

    北極地區主要位于北極圈以北,包括北冰洋大部分及其周邊的亞、歐、北美三洲部分地區,地形以北冰洋為主,附近有眾多的陸地和島嶼,主要有格陵蘭島、斯瓦爾巴群島、法蘭士約瑟夫群島、新地島、北地群島、新西伯利亞群島、維多利亞島、帕里群島、巴芬島、德文島、埃爾斯米爾島等。北極水深約1200公尺,是世界上最淺的海。北極地區雖然不像南極地區那么寒冷,但大部分地區也是終年冰封。北極地區的降水量比南極地區高得多,一般年降水量在100~250毫米之間。北極地區的風速遠不及南極地區,北冰洋沿岸的年平均風速僅為10米/秒。

    南極地區主要位于南極圈以南,包括南極洲及其周邊的海域,南極大陸的標高則平均在1500公尺左右,地形以高原為主,主要有毛德皇后地、威爾克斯地、維多利亞地、瑪麗·伯德地、埃爾斯沃思地、南極半島、羅斯福島、伯克納島、橫貫南極山脈、南極高原等。南極大陸幾乎都被巨大的大陸冰河所覆蓋,且冰層的平均厚度約為1700公尺,最厚的地方則高達2800公尺。這里的冰占了全世界總量的90%左右,約為北極海冰量的10~8倍,如果南極洲的冰全部溶化流入海中,將會使全球的海平面上升60~80公尺。除了嚴寒之外,南極地區還被稱為地球上的“白色荒漠”,年平均降水量為55毫米,降水量最少的地方不足5毫米,并且南極地區也被稱為地球上的“風庫”,年平均風速沒17~18米/秒,最大風速可達100米/秒。

    02 我國的極地科考船

    雪龍號

    “雪龍”號是中國最大的極地考察船,能夠在嚴寒的極地氣候下航行。它配備有先進的導航、定位、自動駕駛系統,擁有多種能運輸各種不同物品的設施,包括機庫、停機坪和黃河艇等。此外,“雪龍”號還擁有多種科學考察實驗室,可以開展大氣、水文、生物、地質和氣象等領域的研究。船上還裝備了大量的儀器設備,如魚探儀、多譜勒海流計和“CTD”等,可用于測定不同參數,以便對極地海域進行探測。

    其他船只:

    “向陽紅10”號,1984年,中國首次開展南極考察使用“向陽紅10號”,這是一艘滿載排水量為1.3萬噸的普通船只,無破冰能力。

    “極地”號,1986年,中國南極考察開始使用“極地”號科學考察船,在完成了6個南極航次考察任務后,于1994年退役。

    03 科考站介紹以及負責的觀測任務

    南極長城站:長城站位于喬治島的菲爾德斯半島上它。長城站背靠終年積雪的山坡,水源十分豐富。這里地勢開闊,灘涂約長2000米,寬約300余米,是企鵝自然保護區、鳥類自然保護區、鯨魚保護區、植物和化石保護區。這里,在夏季還能看到成片黃綠色的地衣和苔蘚,是科學家進行考察的理想場所。在長城站全年開展氣象學、電離層、高層大氣物理學、地磁和地震等項目的常規觀測。在每年的南極夏季期間,除常規觀測外,還進行包括地質學、地貌學、地球物理學、冰川學、生物學、環境科學、 人體醫學和海洋科學的現場科學考察工作。

    南極中山站:它以中國民主革命的偉大先驅者孫中山先生的名字命名。中山站位于東南極大陸伊麗莎白公主地拉斯曼丘陵的維斯托登半島上。此處位于南極大陸沿海,氣象要素的變化與長城站差別較大,比長城站寒冷干燥,更具備南極極地氣候特點??梢蚤_展氣象、電離層、高層大氣物理、地磁和地震等觀測。

    南極昆侖站:中國首個南極內陸考察站,昆侖站位于南緯80度25分01秒,東經77度06分58秒,高程4087米,位于南極內陸冰蓋最高點冰穹A西南方向約7.3公里。昆侖站的建立,使南極最有地理價值的四個點上都有了科學考察站??梢杂^測天文,開展冰川學、天文學、地質學、地球物理學、大氣科學、空間物理學等領域的科學研究,實施冰川深冰芯科學鉆探計劃、冰下山脈鉆探、衛星遙感數據接收、人體醫學研究和醫療保障研究等科學考察和研究。

    南極泰山站:這是中國在南極建設的第四個科學考察站,位于中山站與昆侖站之間的伊麗莎白公主地,,是一座中繼站海拔,高度約2621米,可滿足20人度夏考察生活,總建筑面積1000㎡,使用壽命15年,配有固定翼飛機冰雪跑道,是一座南極內陸考察的度夏站。

    北極黃河站:中國北極黃河站,位于北緯78°55′、東經11°56′的挪威斯匹次卑爾根群島的新奧爾松。為我國在北極地區創造了一個永久性的科研平臺,這為解開空間物理、空間環境探測等眾多學科的謎團提供了極其有利的條件。北極黃河站擁有全球極地科考中規模最大的空間物理觀測點。

    04 國際合作情況

    改革開放之初,我國對南極的了解微乎其微。上世紀70年代末,有十幾個國家在南極建立了上百個考察站,卻沒有一個屬于中國。革開放40年,從最初只有5名工作人員的南極辦,到現在建起了一支門類齊全、體系完備、基本穩定的科研隊伍;從無船無航線無科考站,到現在的“一船五站一基地一飛機”;從沒有表決權,到以東道主身份召開南極條約協商國會議……我國極地事業實現了跨越式發展。

    從無到有的中國南極站

    自1983年起,中國開始努力參與南極科考,并建立了第一個南極考察站——長城站。隨后又建立了中山站、昆侖站和泰山站。中山站成為中國南極考察的重心,并進行更大規模的科考與研究。昆侖站則是中國首個建在南極內陸的考察站,實現了由邊緣到內陸的跨越。泰山站則作為中轉站,進一步擴大了科考活動的范圍。2018年,在南極恩克斯堡島上,中國第五座南極科考站選址奠基,開啟了中國參與南極全球治理的新征程。

    南極考察成果豐碩

    2017年5月23日,中國首次擔任南極條約協商會議的東道國。會議期間,中國政府發布了《中國的南極事業》報告,回顧了我國南極事業30多年來的發展成就。在南極冰川學和固體地球科學觀測領域,中國完成了中山站至昆侖站的綜合觀測研究,建立了深冰芯鉆探系統,并獲得了有關氣候變化的重要信息。此外,在地質調查與研究、大氣科學、海洋科學等領域,中國科學家取得了豐碩的成果。中國在南極科研領域發表了大量論文,并在國際期刊上發表了多篇重要論文,實現了在南極科研領域的突破。

    后來居上的北極考察

    我國北極考察起步較晚,但已取得國際水平。自1999年開始,中國進行了8次北極考察,建立了黃河站作為我國第一個北極科學考察站。通過對北冰洋海洋、海冰和大氣相互作用的綜合調查,我國獲得了大量寶貴的數據和樣品。這為今后研究北冰洋區域環境變化、生態和氣候效應問題提供了重要資料,也為研究北極氣候變異及其對我國氣候的影響機理奠定了基礎。

    黃河站的建立完成了我國南北兩極考察站的初步布局,彰顯了中國作為極地考察大國的態勢。中國正式加入了國際北極科學委員會,并成為北極理事會特別觀察員國。中國通過與北極國家的合作,為推動北極科學研究水平提高和實現北極資源的可持續開發做出了積極貢獻。隨著我國“一帶一路”和“冰上絲綢之路”倡議的推進,中國與北歐國家在北極領域的合作空間將進一步拓展。

    作為負責任的大國,中國在極地國際事務中扮演著日益重要的角色。作為南極條約協商國和北極理事會的正式觀察員國,中國為極地全球治理做出了重要貢獻,提供了“中國智慧”和“中國力量”。盡管中國是后來者,但在極地考察領域絕不落后。

    近些年合作情況

    中國第40次南極考察于2023年11月1日從國內出發,2024年4月返回,歷時5個多月。

    在第40次南極科考期間,中方計劃開展國際南極科學前沿領域合作研究,其中包括實施與挪威、澳大利亞等多國合作的恩德比地航空調查任務,探究南極冰蓋接地帶這一關鍵數據空白區域的冰-海-基巖相互作用,支持冰蓋物質平衡的精確評估和不穩定性研究;與美國、英國、澳大利亞、意大利、韓國、俄羅斯、智利等國開展后勤保障方面的國際合作。

    在金磚國家合作框架下,中方積極參與極地科考合作。2023年11月,中方代表參加在南非開普敦舉行的金磚國家“海洋與極地科學”專題領域工作組第五屆會議,并就金磚國家海洋與極地領域的項目合作、平臺建設、聯合航次、參與“海洋十年”等方面內容進行了闡釋,提出了下一步合作建議,致力于在海洋與極地科學領域打造金磚國家合作典范。

    國際極光物理研討會(International Symposium on Auroral Physics,簡稱ISAP)于2023年10月2-6日在中冰站順利舉行,中國極地研究中心(中國極地研究所)空間物理研究團隊成員參加了此次會議。來自國內北京大學、南方科技大學、香港大學、北京航空航天大學、山東大學、西安電子科技大學等高校院所以及冰島大學科學研究所、德國亥姆霍茲地學中心、德國波茲坦大學、南非國家空間局、挪威卑爾根大學、美國政府科學評估人員等國際學術機構的代表參會并進行學術交流。

    2023年5月25日至26日,中國海洋大學在青島舉辦了第二屆極地海洋與全球變化國際學術研討會。來自27家國內高校、科研機構以及16家國外大學和研究所,共計270余位參會人員相聚黃海飯店及云端,共話學術前沿。副校長劉勇出席會議。

    極地科學亞洲論壇于2004年5月由中國、日本、韓國的極地研究機構在上海共同組織發起,旨在加強亞洲國家在極地科學考察和研究方面的合作與交流,提升亞洲國家在極地科學考察和研究方面的國際地位。2021年3月3日~4日,極地科學亞洲論壇2021年度科學研討會以視頻形式召開。來自中國、日本、韓國、印度、馬來西亞、泰國、澳大利亞、土耳其、埃及、斯里蘭卡等國家的近50名專家學者參會。

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