第五次北极科考为我国气候变化寻找“注解”

科考队员高源正在采集冰下海水

大浮标被稳稳地吊至海面上

　　地球的两极就像是两个巨大的空调冷凝器，不断地对全球热平衡进行调节，并对全球气候产生巨大的影响。重点考查北极海洋气象、水文信息等内容的我国第五次北极科考，受到了媒体和公众的关注。9月8日晚，科考队在圆满完成北冰洋中心区综合海洋考察任务后，乘坐该航次科考船“雪龙号”驶出位于北纬66度33分的北极圈。第五次北极科考首席科学家马德毅表示，此次科考队穿越北冰洋中心区实施作业，基本实现我国首次对北冰洋大西洋扇区、中心区和太平洋扇区实施多学科准同步观测，同时为进一步补充北冰洋中心区的全球数据库作出了重要贡献。北极气候变化对我国气候有什么影响？这一地带究竟有何科学价值呢？这次科考在应对气候变化方面有哪些既定目标？有什么重要意义？

　　——科考背景—— 北极气候环境变化对我国气候有直接影响

　　“北极地区是全球气候变化响应和反馈最敏感的地区之一，过去30多年的连续观测证明，这一地区气候正在快速变化，海冰覆盖面积不断减少，海洋生态系统发生了结构性变化。”马德毅说。

　　作为北半球地区国家，中国的冷空气影响主要来自北极，北极的细微变化都与我国息息相关。已有研究结果表明，北极气候环境变化对我国气候有着直接的影响，与我国的工农业生产、经济活动和人民生活息息相关。北极科考对我国意义重大。我国自1999年实施首次北极科学考察以来，已圆满完成了4个航次的北极多学科综合考察，系统观测了海冰、海洋和大气变化，探讨了北极海洋环境快速变化与我国气候的关系，获得了一批有价值的科学考察数据和研究成果。

　　——科考目标—— 两项科考目标瞄准气候变化

　　北极对我国环境的影响，从这次科考的目标里就能感受到。“我们知道了北极地区气候的现状和历史情况，那么就能够建立参照系，来预测和预知未来极地气候的变化，以及北半球包括中国地区气候变化的趋势。”马德毅说。

　　他提到，本次科考一是考察海洋环境变化和海—冰—气系统变化过程的关键要素。了解北冰洋重点海域以及北太平洋边缘海重点海域海洋水文、海洋气象、海冰（雪）等基本环境信息，获取调查海域海洋环境变化和海—冰—气系统变化过程的关键要素信息，建立重点海区的环境基线，为全球气候变化研究、北极航道利用和极地海洋数据库的完善等提供基础资料和保障。

　　二是研究考察极区海洋环境快速变化的地质记录及其对我国气候的影响。考察队将完成极区表层沉积物、柱状沉积物、悬浮体的取样与分析测试，并结合历史资料，系统认识考察海域的底质特征、分布规律及沉积作用特点，重建该地区晚第四纪古海洋、冰川（冰盖/海冰）和气候演变历史，揭示北冰洋、北太平洋以及我国古环境与气候变化之间的内在联系及其变化机制。

　　——科考细节—— 施放探空仪获取北极高纬度地区气象数据

　　为获取北极高纬度地区对流层中低层大气垂直结构特征，中国第五次北极科考队在当地时间8月29日下午施放了由中国自主研制的卫星定位低空探空仪。施放现场，由一只充满氦气的探空气球携带的低空控空仪以每分钟约200米的速度上升。据专家介绍，低空探空仪主要探测地面至1万米高空区间不同高度的温度、湿度、大气压力、风向和风速变化，通过传感器向地面发回数据，科考队计划在北冰洋冰区上空施放60个这样的探空仪。

　　中国气象科学研究院高级工程师彭浩说，以往的科考使用系留充气飞艇来探测低空气象参数，施放高度最高达1500米，采样记录时间间隔为1分钟。2008年以来，由科技部立项、中国气象科学研究院承担研制的新系统移动式低空探空系统已用于中国南北极科考，其采样记录时间间隔缩短为1秒钟，所获数据更全面、精确度更高。

　　首次在影响气候变化的关键海域布放大型海洋浮标

　　研究表明，被称为“北极涛动核心区”的北欧海不仅是影响全球海洋循环和气候变化的重要海域，也是影响中国气候变化的关键海域，而缺乏该海域气象水文数据一直是中国气候预报的薄弱点。8月4日，中国第五次北极科考队在北纬70度、东经3度的挪威海布放了中国首个极地大型海洋观测浮标。在布放现场，几十位科考队员共同将重达15吨、高15米的大浮标经由船载吊车布放到海面，并通过连接于浮标底端的缆绳将各种获取数据的传感器固定在不同水深位置。

　　马德毅表示，通过此次在关键海域布放大型海洋观测浮标，中国科学家可以实时获取海洋大气相互作用观测数据，全面了解北欧海在全球海洋循环和气候系统中的关键作用，并应用到气候预报模式中，对于大幅提高中国海洋监测能力、海洋与气候预测水平具有重要意义。此外，通过大浮标获取的数据还将与挪威相关科研机构共享，促进相关领域重大科学问题的解决。

　　首次在北冰洋—大西洋扇区考察 全面认识极地海洋气候

　　第五次北极考察队首次完成了我国在北冰洋—大西洋扇区所开展的海洋水文与大气、海洋地质地球物理、海洋化学、海洋生物与生态等多学科综合环境考察。

　　据考察队首席科学家马德毅介绍，北大西洋高密度冷水下沉驱动了现代全球大洋环流，在北太平洋上升完成大洋深层水的循环。大洋传送带的起点海域（北大西洋）和终点海域（北太平洋及其邻近洋区）是全球气候变化研究中的重点海域。而在全球冰期，北美高纬度地区频繁发生的冰川融冰事件常常改变这种模式，导致北半球频繁出现气候异常，并引起全球气候的快速响应。作为我国北极考察新增的考察区域，此次考察队在北冰洋—大西洋扇区的挪威海和格陵兰海完成了2个断面的17个站位的科学考察工作，获得了北冰洋—大西洋扇区的第一手研究资料，填补了我国对该区域环境研究的空白，使我国对极地海洋和气候环境有了更全面的认识。（宗禾）