位于地球最南端的南極是地球上唯一沒有人員定居的大陸，也是風(fēng)暴最頻繁、風(fēng)力最大的大陸，風(fēng)速每小時100千米以上的大風(fēng)在南極十分常見，因此南極又被稱為“風(fēng)極”。

低溫和強風(fēng)給各項科學(xué)考察活動帶來極大的限制。因此，開展南極氣象觀測并摸清當?shù)貧夂蛱攸c，是人們在南極開展各項科考活動的先決條件。長期連續(xù)的氣象觀測，可以有效增強南極天氣氣候監(jiān)測能力，可以提高南極天氣預(yù)報和氣候變化評估準確度，從而保障科學(xué)考察的安全性。

中國的南極科學(xué)考察隊主要依托4個科學(xué)考察站開展南極科學(xué)考察工作。這4個考察站按建立的先后順序，分別是長城站、中山站、昆侖站和泰山站。

除了這4個考察站以外，位于羅斯海西岸的中國第5個南極考察站新站即將開工建設(shè)。未來，中國南極考察隊還將在南極其他地區(qū)建立更多的考察站。

目前，南極氣象觀測主要通過地面氣象觀測場、無人自動氣象站、大氣探空氣球等方式開展。未來根據(jù)需要，研究人員將使用更為先進的觀測儀器獲取更多的氣象信息，例如對云、天氣現(xiàn)象、高空的風(fēng)等開展自動觀測。

全球有大量氣象站時時刻刻在收集氣溫、濕度、風(fēng)力、降雨等氣象信息，并且連成了一張全球氣象觀測網(wǎng)。大氣是全球連通的，氣象學(xué)家需要連續(xù)穩(wěn)定、像大氣一樣永不中斷地觀測，才能更好地了解和預(yù)測天氣變化。而現(xiàn)在，中國不僅將氣象觀測網(wǎng)覆蓋到高山、高原、沙漠和荒原，也將自動氣象站安裝到了遠在地球最南端的南極大陸！

在南極建立自動氣象站主要面臨儀器和人員兩方面的困難。首先，南極的極端環(huán)境和國內(nèi)差異巨大，零下幾十攝氏度的低溫對于氣象儀器來說是巨大的挑戰(zhàn)。另一方面，南極的儀器缺少人員定期維護，要保證它能夠長期自動運行，這對能源設(shè)計提出很高的要求。

具體來講，在冬季極夜期間沒有太陽能，要充分計算氣象站消耗的能量，計算電池能否在極夜期間保障傳感器正常運行;夏天雖然有極晝，但南極太陽高度角較低，要考慮太陽能不能充分給電池供能的情況，還要考慮太陽能板的體積等一系列問題。

?中國現(xiàn)有的南極科學(xué)考察站位置示意圖。黑色十字代表南極點，地圖的不同顏色代表不同高度，紅色高度最高，藍色高度最低（繪圖/ 孫啟振）?

截至目前，中山站至昆侖站沿線建有13套自動氣象站，大約每隔100千米就有一套自動氣象站。中國在南極沿岸的不同地區(qū)還建立了7套自動氣象站。這些自動氣象站是由中國多個單位和部門合作完成的。其中，中國氣象科學(xué)研究院研發(fā)出新一代超低溫自動氣象站，中國因此成為繼澳大利亞、美國之后，第3個有能力在南極超低溫地區(qū)開展連續(xù)自動氣象觀測的國家。

2021年年底，南極昆侖站和泰山站的氣象觀測數(shù)據(jù)成功接入中國的國家氣象信息中心，這意味著此處的自動氣象站具備了穩(wěn)定可靠的自動運行能力，可以給我們提供寶貴的南極地面氣象觀測數(shù)據(jù)。這樣一來，中國已經(jīng)初步形成了南極氣象觀測網(wǎng)布局。這也說明中國的南極氣象觀測技術(shù)水平已經(jīng)位于世界前列。

這兩處的自動氣象站是經(jīng)過了數(shù)年的“實習(xí)期”才“轉(zhuǎn)正”的。“實習(xí)期”內(nèi)，兩站數(shù)據(jù)質(zhì)量穩(wěn)定，數(shù)據(jù)到報率分別超過99.58%和99.73%。這一指標超過國家基本氣象站業(yè)務(wù)運行要求。漫長的“實習(xí)期”也說明，在南極惡劣的氣候條件下獲取氣象數(shù)據(jù)難度巨大。

?南極冰蓋和沿岸自動氣象站安裝過程?

中國第35次南極昆侖站考察隊

?攝影/丁卓銘

南極長城站和中山站還開展著常規(guī)地面氣象觀測，這些地面氣象觀測場在30多年前建立考察站的時候就開始運行了，觀測數(shù)據(jù)每天4次按時發(fā)送到世界氣象組織全球通信系統(tǒng)，參與全球氣象數(shù)據(jù)實時交換。

下一步，中國科學(xué)家將會繼續(xù)建設(shè)長期持續(xù)的南極大氣環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)，建設(shè)地面和高空大氣立體綜合觀測和預(yù)報預(yù)警體系，并建立南極氣象觀測數(shù)據(jù)實時接收處理系統(tǒng)，幫助研究人員獲取南極大氣和冰蓋長期演變信息，掌握南極大氣環(huán)境狀況與變化趨勢。

長期以來，南極地區(qū)氣象觀測數(shù)據(jù)少，自動氣象站和地面氣象觀測場只能觀測到地面上的氣象信息，對于高空大氣就無能為力了。南極的高空大氣數(shù)據(jù)對于南極天氣、氣候研究和預(yù)報具有重要作用。目前，氣象學(xué)家觀測高空大氣最常用的設(shè)備就是大氣探空氣球。

近年來，經(jīng)過世界氣象組織“極地預(yù)報計劃”項目的組織協(xié)調(diào)，世界多國在南極地區(qū)釋放了2000多個探空氣球。其中，由國家海洋環(huán)境預(yù)報中心和中國氣象科學(xué)研究院派出的南極考察隊員，陸續(xù)在南極昆侖站和中山站進行了近百次大氣探空觀測，獲取了地面以上3萬米高度以內(nèi)的大氣探空數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)也通過中國氣象局的相關(guān)部門實時傳輸?shù)搅耸澜鐨庀蠼M織，實現(xiàn)了氣象數(shù)據(jù)的全球?qū)崟r共享。

經(jīng)受住長期低溫考驗的氣象站終于順利“轉(zhuǎn)正”，各種各樣的氣象觀測方式也在穩(wěn)步升級，這使得極地氣象數(shù)據(jù)能更好地服務(wù)于全球氣象預(yù)報工作。“早預(yù)警、早行動”，相信在不久的將來，更多的極地氣象數(shù)據(jù)，將為預(yù)防災(zāi)害性天氣氣候事件，提供來自遠方的助力！

?南極科考隊員在中山站利用氣球開展大氣探空觀測工作（攝影/孟上）

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