科考隊員在布放水下無人滑翔機

　　在冰面取樣

　　船上的生活豐富多彩

　　原標題：69天 往返北極的“中國航跡”

　　對愛討彩頭的中國人而言，“九”是一個吉利的數(shù)字。正應(yīng)了這個數(shù)字的寓意，中國的北極科學(xué)考察也翻開了承上啟下的新篇章。

　　今年春天，國家機構(gòu)改革方案公布，擔負著職能優(yōu)化調(diào)整的期許和任務(wù)，自然資源部組建成立。就在幾個月后，中國第九次北極科考(下稱“九北”)踏上征程，此行便成為自然資源部組建后開展的我國首次極地科考。

　　北京青年報記者跟隊采訪中了解到，“九北”還沒出發(fā)便已經(jīng)創(chuàng)下一項紀錄——耗時最短的中國北極科考。任務(wù)重、時間緊，這對于參加“九北”航次的幾十位科學(xué)家并不是一個好消息。從7月20日出發(fā)，這份擔心一直到雪龍船返航才化成喜悅。9月26日，科考隊于雪龍船甲板舉行發(fā)布會公布，“九北”航次順利結(jié)束，用最短的時間完成了多項“最多”。

　　記錄剛剛結(jié)束的“九北”，無疑將刻畫出一幅中國極地科考的縮影。中國極地人在探索世界盡頭的路上，蹄疾步穩(wěn)。就在國慶假期期間，雪龍船再次出海試航，為即將出發(fā)的南極航次做準備。

　　科考創(chuàng)多個中國之最

　　69天的航程，在中國歷次北極科考中已經(jīng)是最短的一次。在時間緊、任務(wù)重的情況下，科考隊此次在冰區(qū)內(nèi)還遇到了以往不多見的復(fù)雜冰情。雪龍船船長沈權(quán)向北青報記者透露，今年的冰情很奇怪，有些“不按常理出牌”。重重困難下，取得令人欣慰的成績讓科考隊首席科學(xué)家魏澤勛倍感驕傲。

　　魏澤勛總結(jié)稱，“九北”期間科考隊先后在白令海、楚科奇海、加拿大海盆、北冰洋中心區(qū)域等海域開展了基礎(chǔ)環(huán)境、海底地形、生態(tài)、漁業(yè)、海冰和航道等綜合調(diào)查。“這對我國北極科學(xué)研究、業(yè)務(wù)化監(jiān)測體系建設(shè)、北極環(huán)境評價和資源利用做出了積極貢獻”。其中，“九北”首次在極區(qū)成功布放我國自主研發(fā)的“無人冰站”、水下滑翔機、爬升式海洋剖面浮標等無人值守觀測設(shè)備，使我國的北冰洋考察從夏季延續(xù)到了冬季，提升了我國對北極環(huán)境的觀、監(jiān)測能力;首次在極區(qū)開展巖石拖網(wǎng)作業(yè)，所獲得的樣品還將與地球物理觀測數(shù)據(jù)結(jié)合，為研究楚科奇邊緣地的演化過程和評估極地多金屬結(jié)核結(jié)殼的資源潛力提供了詳實的基礎(chǔ)資料。另外，“九北”航程中實施了88個海洋綜合站位和10個冰站的考察，冰站數(shù)量、冰基浮標以及錨碇觀測平臺的布放量均為我國歷次北極科考之最。

　　北極氣候變化影響中國

　　“九北”最后一個科考作業(yè)站點順利完成后，科考隊領(lǐng)隊朱建鋼露出了久違的笑容。當被問及是否如釋重負，朱建鋼笑著說，按時完成既定科考任務(wù)當然開心，但更欣慰的是，作為北極科考的國家隊，此行沒有辜負國家的期許。

　　“九北”出發(fā)前半年，我國首次對外發(fā)布北極政策白皮書。其中，中國闡明了自身定位和政策目標。作為地緣上的“近北極國家”，中國的北極政策目標是認識北極、保護北極、利用北極和參與治理北極。而在認識北極的過程中，白皮書明確，要提高北極的科學(xué)研究水平和能力，不斷深化對北極的科學(xué)認知和了解，探索北極變化和發(fā)展的客觀規(guī)律，為增強人類保護、利用和治理北極的能力創(chuàng)造有利條件。

　　半年后，自然資源部組織開展的首次北極科考成行。白皮書理所當然成為“九北”的政策指導(dǎo)，“九北”則成了白皮書的具體實踐。中國極地研究的國家需求和科學(xué)目標，交匯于“九北”航次。

　　“科學(xué)無國界，但科學(xué)家有祖國。”這句話魏澤勛向北青報記者反復(fù)提及。

　　正如白皮書所介紹，北冰洋海冰不斷消融的背景下，北極在戰(zhàn)略、經(jīng)濟、科研、環(huán)保、航道、資源等方面的價值不斷提升，北極問題已超出北極國家間問題和區(qū)域問題的范疇，具有全球意義和國際影響。魏澤勛稱：“作為中國的科學(xué)家，當然要服務(wù)于我國的海洋強國戰(zhàn)略。而北極在全球氣候系統(tǒng)中的位置突出，其發(fā)生的微小變化都可能引起我國甚至全球氣候的連鎖反應(yīng)。研究其變化規(guī)律、作用機制，將為我國利用北極、開拓航道、參與治理提供必要的科學(xué)支撐，我們的科學(xué)目標與國家需求密切相關(guān)。”

　　提及氣候影響，北極和我們的距離似乎一下子近了起來。

　　國家海洋環(huán)境預(yù)報中心海洋氣象首席預(yù)報員宋曉姜隨船擔任“九北”的氣象“導(dǎo)航員”，她告訴北青報記者，北極極渦一帶的冷空氣會被一股股地“轉(zhuǎn)”至低緯度地區(qū)。因此，可以說北極是中國甚至整個北半球冬季冷空氣的源頭。“同時有研究表明，北極海冰減少后會影響到西風(fēng)帶的強弱，進而誘發(fā)了2008年中國南方凍雨以及近年來北美、北歐地區(qū)的災(zāi)害性天氣。”

　　中國水下滑翔機入海

　　在雪龍船上，隊員們可以登錄局域網(wǎng)查看實時位置，雪龍船的“九北”航跡的拐點定格在北緯84.8°。沈權(quán)告訴北青報記者，由于今年北極中心區(qū)域冰情嚴重而復(fù)雜，雪龍船行至北緯84.8°后便不再繼續(xù)北上，“九北”總航程超過1.25萬海里，冰區(qū)內(nèi)航程3815海里。

　　電腦屏幕上，69天的科考行程被濃縮在了往返兩條航跡中。而北青報記者注意到，雪龍船出發(fā)后并非直接奔向北極冰區(qū)，過程中“繞”了不少路。

　　“雪龍船是一艘噸位超過2萬噸的綜合性科考船，我國歷次北極科考均涵蓋有多學(xué)科的綜合科考任務(wù)。”朱建鋼介紹稱，“九北”科考隊被細分為“大洋1隊”“大洋2隊”“海冰-新型環(huán)境隊”，涉及水文、化學(xué)、海冰、氣象等多領(lǐng)域，整個航次的作業(yè)區(qū)域絕非僅局限在冰區(qū)。“‘九北’可以看成是一趟‘上天’‘下冰’‘入海’三位一體的科考旅程，雪龍船‘繞’的路，大都是去往大洋中的作業(yè)站點。”

　　出發(fā)僅僅8天，“九北”便迎來了第一個科考“重頭戲”。7月28日上午，科考隊在白令海公海海域布放我國自主研發(fā)的水下滑翔機。前一天準備至深夜的作業(yè)負責人、科考隊首席科學(xué)家助理陳紅霞介紹稱，一直以來，在水下滑翔機相關(guān)技術(shù)和設(shè)備上，國外對中國一直禁運。我國自主研發(fā)成功后打破了技術(shù)壟斷，此次是我國在極區(qū)水域首次成功布放。

　　當天，身長超過兩米的滑翔機“海翼”下水不久后，便沉入水下消失于眾人視野。陳紅霞說，該滑翔機可自主在水下按照預(yù)先設(shè)定的航線作業(yè)、采集數(shù)據(jù)。“心里的石頭剛剛落下一半”，陳紅霞稱，僅布放成功還不夠，回程后能夠成功再將其回收上來才算圓滿。45天后，陳紅霞心里的另一半石頭也終于落地，“海翼”順利歸隊。其間，滑翔機在水下自主航行500海里，獲取了229個溫度、鹽度剖面，成功實現(xiàn)白令海海盆和陸坡區(qū)連續(xù)、高密度觀測。

　　“無人冰站”首次布放

　　除了“入海”，三位一體的科考旅程中也少不了“探天”和“下冰”。

　　在參加過多次北極科考的“老北極”口中，“氣”“海”“冰”成了他們劃分不同學(xué)科的簡稱。“九北”的冰上作業(yè)項目里，首次布放的無人冰站觀測系統(tǒng)無疑吸引來最多的關(guān)注，原因正在于其將“氣”“海”“冰”三個層面的觀測整合在了一起。

　　夏季的北極和冬季的北京氣溫差異不大，但冰面上一旦刮起海風(fēng)，體感溫度會冷得更多。這樣的環(huán)境下，這套復(fù)雜的綜合觀測系統(tǒng)的布放不但考驗技術(shù)，同時也考驗著隊員的體力。北青報記者注意到，為了作業(yè)方便，在冰面上，很多隊員沒有穿戴配發(fā)的手套、防水靴，海水浸濕了他們的褲腳、海風(fēng)打紅了他們的手臂。此情此景下，純白色的冰面上，隨風(fēng)飄舞的國旗、科考隊旗似乎變得更加鮮艷。

　　科考隊首席科學(xué)家助理雷瑞波介紹稱，所謂“無人冰站”是指無人值守、可長期在冰上運行的觀測系統(tǒng)，其采集的數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星自動傳回國內(nèi)，系統(tǒng)由氣象塔，冰上主、副浮標以及拖曳式海洋剖面觀測儀四個子系統(tǒng)組成。

　　北青報記者看到，上述四個子系統(tǒng)的探測設(shè)備分別被安裝在空中、冰內(nèi)、水下，以實現(xiàn)對大氣、海冰、海水三個層面的連續(xù)觀測。

　　“這樣就可以獲取完整的海冰生長消融過程中，氣-海-冰相互作用的數(shù)據(jù)。我國的北極科考都選在夏天進行，因此冬季觀測數(shù)據(jù)很難獲取，這相當于對海冰生消過程的觀測缺失了一環(huán)。無人冰站觀測系統(tǒng)的成功應(yīng)用，正可以彌補上這缺失的一環(huán)。值得驕傲的是，這套系統(tǒng)由我國自主研發(fā)集成，從全球來看這也是類似系統(tǒng)的第一次布放。”雷瑞波說。

　　雪龍船上的“第二戰(zhàn)場”

　　相比于氣象、物理海洋等組別，專注于生物、化學(xué)方向的科考隊員難以第一時間獲取觀測參數(shù)。在作業(yè)現(xiàn)場，他們大多只是進行采集樣品的工作，這也使得雪龍船為其在船內(nèi)開辟了“第二戰(zhàn)場”——實驗室。

　　“因為物理海洋方面的隊員更多地可以通過探測儀器直接獲取所需參數(shù)，因此這個航次中，對于實驗室的利用主要還是生物、化學(xué)兩個大方向下的隊員們”。中國極地研究中心工程師藍木盛在作業(yè)間隙向北青報記者介紹，生物方向下，關(guān)注浮游植物、動物的分布，水體中的葉綠素含量等課題;化學(xué)方向下，碳循環(huán)、水體營養(yǎng)鹽以及海洋酸化、碳酸鹽體系等新型環(huán)境問題成為研究焦點。

　　在藍木盛身后的實驗臺上堆滿了瓶瓶罐罐，正在攻讀博士學(xué)位的科考隊員陳之依熟練地將水樣從一個瓶子倒入另一個瓶子。藍木盛告訴北青報記者，他們在實驗室內(nèi)的工作其實主要是和水打交道，即對水樣進行一個預(yù)處理和初步分析。“所謂的預(yù)處理是為了更好地將樣本保存起來，以待后續(xù)有條件時進行詳細分析。舉個例子，我們會將水體中的一些顆粒物、生物通過過濾的方式留到濾膜上，而后再將濾膜收集起來冷凍保存，帶回到國內(nèi)進行進一步的分析，陳之依上述的工作正是在進行過濾。另外，除了保存濾膜，還有一些水體也需要直接保存。例如浮游動物通過垂直拖網(wǎng)采上來后，將被加入防腐試劑和海水一起作為樣本保存起來帶回國內(nèi)。”

　　北青報記者注意到，除了采水外，隊員們在冰面作業(yè)過程中同樣采集了大量冰芯樣品。那么這些冰樣的“下場”又如何?

　　外表看著和集裝箱無異，但內(nèi)里卻是一個定制的冷庫。在這個特殊的大號“冰箱”內(nèi)，來自大連理工大學(xué)的隊員曹曉衛(wèi)正在切割冰芯。曹曉衛(wèi)笑著說，他的關(guān)注點就是冰本身，而這個集裝箱改造而成的冷庫就是他帶上船的實驗室。記者了解到，對于冰芯的物理研究包括溫度、鹽度、透光度等。有趣的是，他還將通過儀器將冰芯壓碎，以測試其強度。“由于運輸不便，針對冰芯的研究工作將在這間冷庫中完成，而后不再帶回國內(nèi)。”

　　科考船上的國際合作

　　“九北”臨近結(jié)束，雪龍船儲存的新鮮蔬菜已經(jīng)所剩無幾。在隊員們對葷菜望而卻步的時候，隊員中的兩位“老外”主動出手為大家做了一道西班牙風(fēng)味的土豆泥。

　　來自法國巴黎第六大學(xué)的隊員Nicola告訴北青報記者，她學(xué)會了打乒乓球，喜歡吃中餐，已經(jīng)成了一個中國迷。“臨近結(jié)束，希望親自下廚給朋友們嘗嘗我們的美食。”

　　實際上，在極地科考中，這種國際合作項目并不少見，一個航次中多個國家的科考人員同船也很普遍。“北冰洋這么大，如果每個國家都各自為戰(zhàn)，那么人類對于北極的探索將更為緩慢。因此相關(guān)科學(xué)委員會對于國際合作項目是十分提倡的，我們自主研發(fā)的無人冰站觀測系統(tǒng)同樣也計劃在明年的國際航次中進行布放。”雷瑞波稱。

　　再看年初發(fā)布的北極政策白皮書，中國將北極科考中的國際合作共識與“一帶一路”倡議相結(jié)合，提出愿依托北極航道的開發(fā)利用，與各方共建“冰上絲綢之路”。

　　實際上，中國的“一帶一路”倡議已經(jīng)在北極地區(qū)開花結(jié)果。湊巧的是，就在“九北”出發(fā)前一天，中俄能源合作重大項目——亞馬爾液化天然氣項目向中國供應(yīng)液化天然氣(LNG)首船通過北極東北航道運抵中國石油江蘇如東LNG接收站，交付給中國石油。

　　北青報記者了解到，亞馬爾液化天然氣項目是中國提出“一帶一路”倡議后實施的首個海外特大型項目，而其正位于俄羅斯境內(nèi)的北極圈內(nèi)，是目前全球在北極地區(qū)開展的最大型液化天然氣工程。該項目由俄羅斯諾瓦泰克公司、中國石油天然氣集團公司、法國道達爾公司和中國絲路基金共同合作開發(fā)。天然氣可采儲量達到1.3萬億立方米，凝析油可采儲量6000萬噸。該項目同時也被外界看作是“冰上絲綢之路”的重要支點和成功的實踐，這將為中國開發(fā)、利用北極東北航道打下基礎(chǔ)。

　　由于海冰和沿線國家的貨運需求等原因，北極的西北、東北、中央三條航道中，東北航道的商業(yè)開發(fā)價值最大。此后一旦大規(guī)模應(yīng)用，將對世界航運格局產(chǎn)生顛覆性影響。雷瑞波分析稱：“‘九北’航次主要走的還是高緯度的中央航道，本來我們也想嘗試到達極點，但今年的冰情太重。不過，復(fù)雜冰情的應(yīng)對對于探索中央航道的適航性，同樣具備重要意義。”

　　也正由于冰情復(fù)雜，最后一個短期冰站作業(yè)結(jié)束后雪龍船便不再繼續(xù)北上。即將離開最后一個冰站時，朱建鋼自己站在船舷邊眺望，他告訴北青報記者，北極的海冰會隨海水移動，因此現(xiàn)在與“九北”的作業(yè)冰站一別多半將是永別。“不過也不必傷感，以往我們國家的北極科考是幾年一次，現(xiàn)在是每年都來。今后，中國的北極足跡一定會越來越堅實、有力。”

　　本版文并攝/本報記者 李巖