采訪/撰文/沈婷婷

中國(guó)冰區(qū)導(dǎo)航第一人
—— 訪國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心解思梅博士

采訪/撰文/沈婷婷

人物簡(jiǎn)介：解思梅

中國(guó)第一位既到過(guò)南極又參加了首次北極科學(xué)考察的女科學(xué)家，日本筑波大學(xué)理學(xué)博士，曾任國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心極地研究室主任，研究員，博士生導(dǎo)師，享受?chē)?guó)家特殊津貼。東北林業(yè)大學(xué)、中國(guó)海洋大學(xué)兼職教授和博士生導(dǎo)師。承擔(dān)南極和北極科學(xué)考察航線氣象預(yù)報(bào)和冰區(qū)導(dǎo)航，研究極冰與全球氣候變化，主持研制了船載氣象極軌衛(wèi)星的接收和應(yīng)用系統(tǒng)并長(zhǎng)期應(yīng)用于南北極科考的氣象和冰區(qū)導(dǎo)航，建立了南極海冰立體監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)應(yīng)用系統(tǒng)。獲國(guó)家級(jí)、部委級(jí)、司局級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)15次,其中9次是項(xiàng)目主持人。獲英國(guó)劍橋國(guó)際人物傳紀(jì)中心授予的20世紀(jì)國(guó)際杰出人物和杰出成就獎(jiǎng)，獲英國(guó)皇家聯(lián)盟科學(xué)院榮譽(yù)院士等。

解思梅

我國(guó)極地科考事業(yè)是先從南極開(kāi)始的，所以談北極科考還是要先從南極科考開(kāi)始介紹。1987年，我國(guó)在南極建立第2個(gè)考察站——中山站時(shí)遇上了特大冰崩，險(xiǎn)些船毀人亡。中山站位于東南極普利茲灣內(nèi)，每年都要經(jīng)過(guò)普利茲灣冰區(qū)才能抵達(dá)中山站，這里的冰情非常復(fù)雜。時(shí)任國(guó)家海洋局局長(zhǎng)嚴(yán)宏謨給國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心下達(dá)了一項(xiàng)緊急任務(wù)：今后要做南極海冰預(yù)報(bào)。當(dāng)時(shí)，做南極海冰預(yù)報(bào)是一項(xiàng)非常困難的事。因?yàn)槟菚r(shí)一無(wú)資料,二無(wú)設(shè)備,三無(wú)經(jīng)費(fèi),四無(wú)人才。我們從未到過(guò)南極，最困難的是我國(guó)與南極相隔數(shù)萬(wàn)里，想隨時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。最終，這個(gè)任務(wù)落在了我的肩上。我沒(méi)有去過(guò)南極，南極海冰是什么樣都不知道，何談?lì)A(yù)報(bào)。況且我暈船極度厲害，在大學(xué)實(shí)習(xí)期間曾經(jīng)歷了暈船的痛苦，畢業(yè)時(shí)便立誓不再坐船。但是在關(guān)鍵時(shí)刻，雖然我那時(shí)對(duì)南極一無(wú)所知，深知難度很大，還是毅然扛起了這一重任。

此時(shí)，我剛接到關(guān)于中日黑潮合作調(diào)查赴日本合作研究的通知。在日本，我得到了導(dǎo)師吉野正敏教授的鼎力相助。我在日本留學(xué)2年期間曾發(fā)表10篇論文，并在日本首次提出了El ni?o年臺(tái)風(fēng)少以及El ni?o事件與東亞氣候有著密切的關(guān)系等科研成果，所以在日本氣象界有著一定的影響力，得到了日本國(guó)立極地研究所和氣象廳的幫助。他們無(wú)償贈(zèng)送了一批價(jià)值昂貴，用金錢(qián)都難以買(mǎi)到的極冰資料，即美國(guó)NOAA衛(wèi)星1973年開(kāi)始觀測(cè)的南極和北極冰的所有資料以及日本在南極建站30年的所有氣象和海洋資料，并免費(fèi)幫我直接用集裝箱船運(yùn)回國(guó)。這就為預(yù)報(bào)打下了基礎(chǔ)。要做好預(yù)報(bào)，歷史資料是最重要的基礎(chǔ)。國(guó)家當(dāng)初派我們做訪問(wèn)學(xué)者出國(guó)，是希望打下以后國(guó)際合作的基礎(chǔ)，起到橋梁作用。此次得到在日留學(xué)期間的導(dǎo)師和日本朋友傾力相助，我深受感動(dòng)。

中山站全景

要做冰區(qū)導(dǎo)航研究必須在船上有大范圍的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)手段，這只有船載極軌氣象衛(wèi)星的接收系統(tǒng)，接收到大范圍的高分辨率的衛(wèi)星云圖，才能夠分析出海冰的分布狀態(tài)，做出導(dǎo)航圖。當(dāng)時(shí)這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)還是空白，引進(jìn)美國(guó)設(shè)備又太過(guò)昂貴。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我?guī)ьI(lǐng)我的研究生鄒斌、陸軍和助手郝春江等人聯(lián)合航天部二院和川頁(yè)公司研制船載極軌衛(wèi)星接收應(yīng)用系統(tǒng)。從立項(xiàng)到研制，經(jīng)過(guò)一年的艱辛努力，親自帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)隨第14次南極科考隊(duì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)獲得意想不到的成功。

途中過(guò)西風(fēng)帶時(shí)，我們的船遇到3個(gè)氣旋堵路。當(dāng)時(shí)海面環(huán)境極其惡劣，狂風(fēng)怒吼，白浪沖天，一直漫過(guò)十幾米高的桅桿，船搖擺度超達(dá)40度。此時(shí)我已因?yàn)闀灤膹?qiáng)烈反應(yīng)無(wú)法起身，躺在有護(hù)欄的床上動(dòng)彈不得。此時(shí)，船上美國(guó)的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)失靈了收不到警報(bào)了，日本的氣象傳真系統(tǒng)也失靈了收不到氣象傳真圖了，我們與外界失去了聯(lián)系。在那最危險(xiǎn)的時(shí)刻，我們研制的衛(wèi)星接收系統(tǒng)穩(wěn)定地接收到了一張清晰的衛(wèi)星云圖，圖上顯示在我們前方有3個(gè)氣旋擋住了去路。我們?cè)诖暇o急會(huì)商，決定由原東南航向轉(zhuǎn)舵西南90度改變航向，躲開(kāi)氣旋的正面襲擊，等它們東移后，我們?cè)龠^(guò)西風(fēng)帶，避開(kāi)了一場(chǎng)大災(zāi)難。

當(dāng)時(shí)我們的任務(wù)是一船三站，即先從上海出發(fā)向東南方向斜穿太平洋到達(dá)長(zhǎng)城站，再?gòu)拈L(zhǎng)城站出發(fā)，沿南極大陸邊緣繞過(guò)南大西洋到達(dá)俄羅斯青年站，幫他們拉設(shè)備，再繼續(xù)前進(jìn)，進(jìn)入南印度洋到達(dá)中山站。在出青年站海灣時(shí)我們的船又遇上了特大冰山擋住出口，按照俄羅斯派遣的導(dǎo)航專(zhuān)家和既定的航線，我們必須北上繞過(guò)冰山走低緯度的大緯度圈。而我根據(jù)衛(wèi)星接收系統(tǒng)收到的云圖判斷，在南極大陸和冰山之間的縫隙可以通過(guò)。船長(zhǎng)接受了我推薦的從沒(méi)有人走過(guò)的新航線，航程縮短了600海里，提前4天到達(dá)中山站。正好趕上中山站難得吹西風(fēng)的好時(shí)機(jī)，將碼頭附近的浮冰吹走，我們可以用小艇卸貨。這大大節(jié)省了原計(jì)劃租用澳大利亞的飛機(jī)卸貨的昂貴租金，提前4天卸貨完畢。此時(shí)，正是大年除夕，若按原計(jì)劃此時(shí)正在租用澳大利亞的飛機(jī)開(kāi)始卸貨，而我們提前4天完成了卸貨任務(wù)，準(zhǔn)備高高興興過(guò)大年。記得當(dāng)我決定由中山站上返回船上過(guò)年時(shí)，我乘坐在返回雪龍?zhí)柎男⊥希?tīng)到遠(yuǎn)處的鑼鼓喧天，在船長(zhǎng)的帶領(lǐng)下，船員們和隊(duì)員們高喊著“解老師回來(lái)了！解老師回來(lái)了！”這是我一生中最高興最難忘的時(shí)刻。

下圖：中山站位于東南極普利茲灣內(nèi)，每年都要經(jīng)過(guò)普利茲灣冰區(qū)才能抵達(dá)中山站，這里的冰情非常復(fù)雜

為解決冰區(qū)導(dǎo)航的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)和中長(zhǎng)期的極冰預(yù)報(bào)，我們研制成功了船載氣象極軌衛(wèi)星接收系統(tǒng)，還建立了兩站的衛(wèi)星接收系統(tǒng)和海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心的衛(wèi)星接收培訓(xùn)系統(tǒng)，建立了南極海冰的立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和預(yù)報(bào)應(yīng)用系統(tǒng)，解決了我國(guó)南極和北極考察船的冰區(qū)導(dǎo)航的難題。這兩項(xiàng)都獲得了國(guó)家海洋局和國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)。上海東方電視臺(tái)為此制作了2部電視紀(jì)錄片《雪龍船裝上了千里眼》和《千里眼的眼中情》，在中央4臺(tái)對(duì)國(guó)內(nèi)外正式播放，我的導(dǎo)師在日本看到了我成功的報(bào)導(dǎo)還特意為此來(lái)華祝賀。

1999年，我又承擔(dān)了中國(guó)首次北極科學(xué)考察航線的氣象和冰區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)的導(dǎo)航任務(wù)，多次做出及時(shí)準(zhǔn)確的導(dǎo)航預(yù)報(bào)，使雪龍船順利脫險(xiǎn)。船載極軌衛(wèi)星接收應(yīng)用系統(tǒng)不但能夠接收極軌高分辨衛(wèi)星云圖，而且具備抗12級(jí)以上大風(fēng)的能力。更重要的是，船在狂風(fēng)劇烈搖擺和在冰區(qū)中破冰強(qiáng)振動(dòng)的情況下，具有自我保護(hù)能力，有抗雷達(dá)等強(qiáng)磁場(chǎng)信號(hào)的自我保護(hù)能力。即使船在運(yùn)動(dòng)中不斷地改變位置、方向和搖擺的狀態(tài)下，這套系統(tǒng)也可以準(zhǔn)確地跟蹤和捕捉到衛(wèi)星信號(hào)。

北極地區(qū)最獨(dú)特的氣象災(zāi)害是海霧，北冰洋海霧預(yù)報(bào)一直都是個(gè)大難題。海霧分3種,有平流霧、輻射霧、蒸汽霧。平流霧大家常見(jiàn)，是暖濕空氣移到較冷的陸地或水面時(shí)，因下部冷卻而形成的霧。輻射霧是由于太陽(yáng)輻射冷卻使近地層水汽凝結(jié)而形成的霧。唯有北冰洋的蒸汽霧很少有人現(xiàn)場(chǎng)觀察其形成的過(guò)程和原因。在北極經(jīng)常需要直升飛機(jī)執(zhí)行任務(wù)，直升機(jī)最怕的是海霧，北極的蒸汽霧是最難預(yù)報(bào)的。因?yàn)檫@種海霧來(lái)的特別快，剛剛是晴空萬(wàn)里，瞬間就變的濃霧籠罩，好像這霧是從腳底下冒出來(lái)的，就像是突然揭開(kāi)了燒開(kāi)水的鍋蓋，能見(jiàn)度極差，對(duì)直升飛機(jī)起降影響非常大。

平流霧大家常見(jiàn)，是暖濕空氣移到較冷的陸地或水面時(shí)，因下部冷卻而形成的霧。輻射霧是由于太陽(yáng)輻射冷卻使近地層水汽凝結(jié)而形成的霧。唯有北冰洋的蒸汽霧很少有人現(xiàn)場(chǎng)觀察其形成的過(guò)程和原因。

解思梅博士在北極與加拿大華人代表團(tuán)聯(lián)歡簽龍旗

解思梅博士在北冰洋觀看游泳

一次我乘坐直升飛機(jī)到冰蓋上去考察，回來(lái)時(shí)就遇上了這種情況，飛機(jī)根本找不到雪龍船上的甲板降落，幸虧駕駛員技藝高超和地面指揮的共同努力才平安降落。這次在北極現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)了蒸氣霧發(fā)生發(fā)展的全過(guò)程和發(fā)生海域的特點(diǎn)，找到了蒸氣霧的成因和多發(fā)海域研究其形成的物理機(jī)制。蒸氣霧多發(fā)生在冷空氣剛剛下來(lái)流經(jīng)3～6成冰的冰水混合的海域上。因?yàn)?，此時(shí)冷空氣溫度低，而在這種冰水混合的海域上，海水溫度遠(yuǎn)高于大氣溫度，水汽通過(guò)冰縫冒上來(lái)遇上低溫的冷空氣迅速凝結(jié)形成蒸汽霧，此霧形成的特別快，瞬間整個(gè)海域就變成了茫茫的霧海。我們計(jì)算了一次海霧過(guò)程，即1999年8月21～22日，海洋通過(guò)感熱和潛熱的方式向大氣傳播的能量，在3～6成冰的海域面積若為50萬(wàn)平方千米，通過(guò)感熱和潛熱的方式向大氣傳播了33億千瓦的能量通過(guò)這次科學(xué)考察成功我們?yōu)榭瓶缄?duì)提供了200多幅清晰的衛(wèi)星云圖、冰圖，為冰區(qū)導(dǎo)航順利完成北極考察任務(wù)做出了關(guān)鍵性的貢獻(xiàn)。首次用小艇進(jìn)行了冰外緣帶的冰—?dú)狻＞C合觀測(cè)， 獲取了約8000兆的氣象和海冰的衛(wèi)星資料，制作了數(shù)百?gòu)埿l(wèi)星冰圖和云圖，為北極氣象和海冰及其對(duì)全球氣候的進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。（責(zé)編：金希）地解決了北冰洋海霧的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)難題，為直升機(jī)安全飛行起到了重要作用。觀測(cè)并解釋了北極海霧的特點(diǎn)及其發(fā)生發(fā)展的物理機(jī)制。

解思梅博士在中山站

這次赴北極考察通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)接收的衛(wèi)星云圖，跟蹤了海冰的漂移方向和速度，從而對(duì)北冰洋的洋流和流速也得到了進(jìn)一步了解，為進(jìn)一步研究北冰洋的洋流及其對(duì)全球氣候的影響打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

下圖：在北極經(jīng)常需要直升飛機(jī)執(zhí)行任務(wù)，直升機(jī)最怕的是海霧，北極的蒸汽霧是最難預(yù)報(bào)的。