韓正兵

我國(guó)對(duì)南極開(kāi)展科學(xué)考察始于20世紀(jì)80年代初，最初是以國(guó)際合作的形式開(kāi)展的，當(dāng)時(shí)我國(guó)派董兆乾、張青松2位科研人員赴澳大利亞的南極凱西站度夏考察。直到1984年，我國(guó)才首次自己組織了南極科學(xué)考察，并建立了首個(gè)南極考察站。截至目前，我國(guó)已建成南極科考站共4個(gè)，分別是長(zhǎng)城站、中山站這兩個(gè)常年科學(xué)考察站和昆侖站、泰山站這兩個(gè)度夏科學(xué)考察站。隨著我國(guó)新一代的破冰船“雪龍2號(hào)”和固定翼飛機(jī)“雪鷹601”入列南極科考，以及即將建成的羅斯海新站，我國(guó)即將形成“五站兩船一飛機(jī)”的南極科學(xué)考察與研究支撐體系，為極地科學(xué)研究奠定更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

冰蓋高處起昆侖

南極內(nèi)陸冰蓋之上，有4個(gè)“必爭(zhēng)之點(diǎn)”：極點(diǎn)、冰點(diǎn)、磁點(diǎn)和高點(diǎn)。在2009年之前，前三者分別由美國(guó)、俄羅斯和法國(guó)領(lǐng)先，只有“高點(diǎn)”冰穹A，還在等待著人類(lèi)歷史性的跨越。

穿越惡劣的暴風(fēng)圈，戰(zhàn)勝酷寒的死亡禁區(qū)，一路跋涉，一路凱歌。2009年1月27日，在“南極大陸不可接近之地”冰穹A點(diǎn)上，我國(guó)成功建立起昆侖站，成為人類(lèi)南極科學(xué)考察史上的一個(gè)里程碑。

對(duì)于世界而言，昆侖站是一個(gè)特殊地理意義上的標(biāo)志性建筑。對(duì)于中華民族來(lái)說(shuō)，這是在南極建立起來(lái)的精神坐標(biāo)。南極冰穹A點(diǎn)冬天的溫度有時(shí)會(huì)達(dá)到?80℃，昆侖站是南極海拔最高，也是最冷處的科考站。昆侖站的落成，標(biāo)志著我國(guó)已成功躋身國(guó)際極地考察的“第一方陣”，成為繼美、俄、日、法、意、德之后，在南極內(nèi)陸建站的第7個(gè)國(guó)家。冰穹A地區(qū)大氣稀薄、空氣干燥，沒(méi)有污染以及低背景輻射，是地球上進(jìn)行天文觀測(cè)的最佳位置之一。在建設(shè)之初，中國(guó)科學(xué)院南極天文中心與國(guó)際上其他研究機(jī)構(gòu)合作建立了一個(gè)臨時(shí)的遠(yuǎn)程觀測(cè)站，稱(chēng)為“柏拉圖”。“柏拉圖”的儀器中還包括首批安裝到昆侖站的中國(guó)小望遠(yuǎn)鏡陣列（CSTAR）。這些望遠(yuǎn)鏡在銀河系星系中發(fā)現(xiàn)了各種各樣的恒星，有些甚至連美國(guó)宇航局的開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡都無(wú)法觀測(cè)到。

除了天文觀測(cè)，在南極昆侖站鉆取地下約3200米處的深冰芯是另一項(xiàng)重要的科研目標(biāo)。極地冰芯是過(guò)去氣候環(huán)境狀態(tài)的良好記錄體，通過(guò)研究冰芯的化學(xué)和物理特性，能夠提取出過(guò)去數(shù)年到百萬(wàn)年來(lái)的氣候環(huán)境演化規(guī)律，對(duì)于認(rèn)知當(dāng)前地球所處的氣候階段、推演未來(lái)的氣候變化趨勢(shì)和增強(qiáng)人類(lèi)應(yīng)對(duì)氣候變化的能力具有重要意義。冰川學(xué)家期望利用在冰穹A點(diǎn)鉆取的冰芯重建南極過(guò)去100萬(wàn)年的氣候與環(huán)境演變信息，闡明地球氣候變化的機(jī)制，發(fā)現(xiàn)地球歷史上可能曾經(jīng)出現(xiàn)的生命以及生態(tài)系統(tǒng)。截至2019年，經(jīng)過(guò)6個(gè)鉆探季度的工作， 已成功將鉆探深度推進(jìn)至800米，為極地冰川學(xué)研究提供了寶貴的科研樣品，也為我國(guó)極地深冰芯鉆探技術(shù)研究積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)和第一手的數(shù)據(jù)資料。此外，我國(guó)冰川學(xué)家在甘布爾采夫山脈局部典型區(qū)域?qū)Ρ碌匦芜M(jìn)行了詳細(xì)勘測(cè)，揭示出了南極冰層下甘布爾采夫山脈核心區(qū)域高山縱谷的原貌地形，在國(guó)際上首次提供了南極冰蓋起源和演化的直接證據(jù)。

南極冰架成研究熱點(diǎn)

南極科考是衡量一個(gè)國(guó)家力量的重要標(biāo)志。

在全球氣候變暖加劇的背景下，人類(lèi)最緊迫的任務(wù)是充分了解南極冰蓋，以減少海平面變化的不確定性。近年來(lái)南極和格陵蘭冰蓋發(fā)生的多起冰架崩塌事件，引起了社會(huì)公眾的廣泛關(guān)注。

2017年，位于威德?tīng)柡５睦瑿冰架發(fā)生斷裂，面積超過(guò)5800平方千米、厚度超過(guò)200米，代號(hào)為“A-68”的超大冰山從此進(jìn)入南大洋。盡管因?yàn)楸茉揪褪瞧≡诤Ｃ嫔希艿谋浪粫?huì)造成全球海平面的升高，但隨著后續(xù)冰川的流入，缺乏穩(wěn)定支撐的冰架可能會(huì)變得更加脆弱。如果拉森C冰架所有的冰都流入海洋，則會(huì)引起全球海平面上升10厘米。

在2019年9月下旬，我國(guó)南極中山站附近的埃默里冰架也發(fā)生了崩塌，1636平方千米的冰山進(jìn)入海洋，這是自20世紀(jì)60年代以來(lái)該冰架斷裂的最大冰山。即便不考慮海平面上升的影響，如此龐大的冰山也會(huì)對(duì)未來(lái)的航線造成危害，尤其會(huì)影響到在中山站附近進(jìn)行科考和補(bǔ)給的“雪龍?zhí)枴焙汀把?號(hào)”極地考察船。

國(guó)際上已制定并實(shí)施了多項(xiàng)針對(duì)冰架的研究計(jì)劃，試圖找出南極冰川消退的原因。隨著研究的深入，越來(lái)越多的證據(jù)表明，南大洋偏暖的深層水入侵至冰架底部才是冰架不穩(wěn)定的真兇。但由于對(duì)海洋尤其是冰架底部的海洋的觀測(cè)仍然十分匱乏，科學(xué)家們無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)估和預(yù)測(cè)未來(lái)南極冰蓋的物質(zhì)平衡，以及對(duì)未來(lái)海平面變化的影響。不過(guò)，南大洋在這些過(guò)程中所扮演角色的重要性是不言而喻的，南大洋是世界唯一東、西貫通的大洋，其海冰區(qū)是南極底層水和其他南極水團(tuán)的形成源地，在全球熱鹽環(huán)流中具有舉足輕重的地位。作為地球系統(tǒng)的重要組成部分，南極系統(tǒng)包含大氣、冰雪、海洋、陸地和生物等多圈層，又通過(guò)大氣和海洋環(huán)流的經(jīng)向傳輸與低緯度地區(qū)緊密聯(lián)系起來(lái)，在地球系統(tǒng)的能量交換及環(huán)境和氣候的演變中扮演著重要的角色。

我國(guó)在南大洋調(diào)查成果豐碩

南大洋為地球上的洋盆之間和全球海洋環(huán)流上層和底層之間提供了主要的聯(lián)系通道，并對(duì)氣候型式、碳與營(yíng)養(yǎng)鹽循環(huán)有很強(qiáng)的影響，其變化會(huì)引起全球范圍的響應(yīng)。最新的觀測(cè)資料表明，南大洋對(duì)于碳的吸收減緩了全球變化的速度，但卻加劇了海洋的酸化;南極底層水具有明顯的增暖和淡化趨勢(shì);西南極海域的海冰嚴(yán)重消退。隨著物理和化學(xué)環(huán)境的變化，南大洋的生態(tài)系統(tǒng)也相應(yīng)發(fā)生著變化。但是人類(lèi)只靠短期和不連續(xù)的觀測(cè)來(lái)了解南大洋的變化十分困難，僅憑建立考察站根本無(wú)法完成對(duì)海洋，尤其是遠(yuǎn)離南極陸地的遠(yuǎn)洋，進(jìn)行觀測(cè)與研究的任務(wù)。而且，盡管在過(guò)去幾十年中，海洋觀測(cè)技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，但基于船載的海洋學(xué)仍然是高質(zhì)量和高垂直分辨率地獲得海洋全水柱物理、化學(xué)和生物學(xué)參數(shù)的唯一方法，船載海洋調(diào)查對(duì)于記錄整個(gè)水柱中的海洋，特別是2000米以下的深海至關(guān)重要。以全球海洋船載水文調(diào)查計(jì)劃（GO-SHIP）和“南極海洋綜合觀測(cè)計(jì)劃（SOOS）”為代表的國(guó)際計(jì)劃是目前及今后一個(gè)時(shí)期國(guó)際合作的主流，如果想要深度參與到南極活動(dòng)中，那么就需要可靠的極地破冰船來(lái)支撐現(xiàn)場(chǎng)的海洋科學(xué)調(diào)查與研究。

《巴黎氣候協(xié)定》簽訂后，各國(guó)政府需要有效評(píng)估全球變化的未來(lái)趨勢(shì)，這就急需一個(gè)準(zhǔn)確的地球系統(tǒng)模式，而模式的確定則依賴于實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)的約束。在地球系統(tǒng)中，南極的觀測(cè)數(shù)據(jù)最為匱乏，不確定性最大，如果不能補(bǔ)齊這個(gè)短板，也就意味著我們?cè)趹?yīng)對(duì)氣候變化時(shí)無(wú)法為政府決策提供關(guān)鍵的支撐。

此外，南大洋是全球二氧化碳最重要的匯區(qū)，南大洋吸收的碳增多則會(huì)導(dǎo)致海洋酸化，而這對(duì)南大洋的海洋生態(tài)又將造成怎樣的影響仍然無(wú)法得知。隨著南大洋變暖，關(guān)鍵物種磷蝦的種群將會(huì)發(fā)生怎樣的變化，這種變化會(huì)對(duì)企鵝、海豹和鯨魚(yú)這些頂級(jí)捕食者產(chǎn)生怎樣的影響，這些問(wèn)題仍然需要大量的觀測(cè)和研究才能回答，而未來(lái)南大洋的漁業(yè)資源是否會(huì)受到氣候變化的威脅更是人們所關(guān)心的重要問(wèn)題。這需要突出對(duì)南大洋的科學(xué)關(guān)注，通過(guò)全球在南極研究領(lǐng)域的相互協(xié)作，共同應(yīng)對(duì)這些重大的科學(xué)挑戰(zhàn)。

我國(guó)立足全球變化制定并實(shí)施了多項(xiàng)針對(duì)南大洋的考察與研究計(jì)劃。圍繞“南大洋環(huán)流與水團(tuán)變異”、“生物地球化學(xué)循環(huán)與碳通量”、“南大洋生物生態(tài)學(xué)”、“南極海冰觀測(cè)與研究”和“海-冰-氣相互作用”等研究課題，以普里茲灣及其鄰近海區(qū)為重點(diǎn)調(diào)查區(qū)域，進(jìn)行了長(zhǎng)期固定斷面的調(diào)查，使我國(guó)成為這一地區(qū)掌握資料最全面的國(guó)家之一。

盡管我國(guó)進(jìn)入“南極圈”較晚，但35年來(lái)我國(guó)科學(xué)家在南大洋研究領(lǐng)域取得的科研成果已經(jīng)開(kāi)始引起世人的矚目，甚至在某些領(lǐng)域已邁入了國(guó)際前列，取得了一批重大研究成果。如在南極大磷蝦基礎(chǔ)生物學(xué)研究上，解決了困擾國(guó)際學(xué)術(shù)界多年的大磷蝦年齡判斷指標(biāo)問(wèn)題，并提出用磷蝦體長(zhǎng)與眼徑比率作為檢測(cè)南大洋生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化的指示因子。

而我國(guó)學(xué)者利用資料的優(yōu)勢(shì)，在普里茲灣及其以北洋區(qū)的水團(tuán)和環(huán)流研究中，作出了可比肩國(guó)際水平的重要貢獻(xiàn)。他們對(duì)南大洋普里茲灣及印度洋扇區(qū)相鄰海域的碳、氮等生源要素的生物地球化學(xué)循環(huán)進(jìn)行了深入的探討，揭示了該區(qū)域主要生源要素生物地球化學(xué)的作用特征和行為方式，建立了海洋碳循環(huán)和碳通量估算的技術(shù)和方法，對(duì)極區(qū)碳循環(huán)的變化及其氣候效應(yīng)作出了初步評(píng)估，為全球氣候預(yù)測(cè)模式的優(yōu)化提供了重要的依據(jù)。

環(huán)境與資源已成為制約全球社會(huì)發(fā)展的重大瓶頸，南極獨(dú)特的環(huán)境和豐富的資源為維系人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展提供了廣袤的空間。對(duì)南極開(kāi)展深入的科學(xué)研究，提升了我國(guó)極地科學(xué)研究的水平，必將為我國(guó)極地事業(yè)的發(fā)展發(fā)揮重要作用。

從1984年首次南極考察至今，35年來(lái)，一代又一代中國(guó)考察隊(duì)員奔向最遠(yuǎn)的南方，從“為人類(lèi)和平利用南極作出貢獻(xiàn)”到“認(rèn)識(shí)南極、保護(hù)南極、利用南極”;從“向陽(yáng)紅10號(hào)”科考船首航南極到“雪龍?zhí)枴焙汀把?號(hào)”破冰船“雙龍?zhí)綐O”;從第一面五星紅旗在南極洲上空飄揚(yáng)到考察站建立在南極冰蓋之巔……這一切見(jiàn)證著中國(guó)進(jìn)入極地考察大國(guó)行列，并向強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的步伐。