圖解“雪龍”：南極脫困與救援之路

● 文|北京師范大學全球變化與地球系統科學研究院 趙天成 惠鳳鳴 程曉 姜天宇

圖解“雪龍”：南極脫困與救援之路

● 文|北京師范大學全球變化與地球系統科學研究院 趙天成 惠鳳鳴 程曉 姜天宇

2013年12月24日，俄羅斯“紹卡利斯基院士”號（Akademik Shokalskiy，船舶代碼：UBNF）科學考察船在南極默茨冰川（Mertz Glacier）西側的阿德利洼地（Adelie Depression）海域受暴風雪影響被困浮冰區，無法自行脫困，發出國際求救信號。12月25日，中國第30次南極科學考察隊極地科學考察船雪龍號（Xue Long，船舶代碼：BNSK）在接到求救信號后前往救援，于12月27日到達被困的俄羅斯船只所在海域實施救援。2014年1月2日，雪龍號利用直升機成功將俄被困船舶的52名乘客轉移到在浮冰外緣等待的澳大利亞科考船“南極光”號。完成救援后，雪龍號準備撤離時，被困密集浮冰區。經過5日的等待與嘗試，雪龍號于1月7日自行成功突圍。

在這期間，北京師范大學全球變化與地球系統科學研究院的極地遙感團隊收集了大量的衛星遙感影像，為雪龍號脫困提供了最準確及時的信息服務和決策支撐。這些影像也清晰地記錄了雪龍號救援-被困-脫困的全過程。

>> 圖1 2013年12月20日中分辨率成像光譜儀（MODIS）可見光影像

俄羅斯“紹卡利斯基院士”號于2013年12月24日被困，被困時事發海域天氣情況極差，云層很厚，2013年12月21日至2014年1月1日連續11天的可見光波段的衛星影像數據均無法使用。從12月20日的衛星圖像上可以看出（見圖1），事發前附近海域東部的碎浮冰較多。雖然有抗冰能力的船只駛入沒有問題，但在幾日后天氣狀況惡化時，這些浮冰成為圍困俄船的“罪魁禍首”。

2014年1月1日，事發海域上空的天氣系統即將散去，從衛星雷達影像上看（見圖2），雪龍號在密集的浮冰中艱難靠近俄船，但強勁的東風已經將海面的碎浮冰聚集過來，將兩船重重包圍，動彈不得。此時雪龍號距離最近的清水區距離約20km。

>> 圖2 2014年1月1日雷達衛星（RadarSat-2） 雷達影像

>> 圖3 2014年1月2日 MODIS可見光影像

2014年1月2日，事發海域上空的天氣系統完全散去，出現了難得的晴天。雪龍號利用船載的卡-32直升機將俄船52名乘客分7個架次救出，但此時雪龍號由于海冰圍困已難以撤離，宣布被困。與12月20日時相比，可以發現由于風向和潮汐等原因，之前零散的碎海冰大量聚集，在雪龍號和俄船的東側形成了厚實的密集浮冰區，阻擋了雪龍號進一步接近救援俄船或撤離的路線。這也是雪龍號決定派出直升機實施救援的主要原因。

2014年1月3日，浮冰帶東側沒有更多的海冰聚集過來，但浮冰區被進一步壓實，雪龍號與最近清水區的距離縮小，但突圍難度更大。潮汐作用使得浮冰帶中的原先位于雪龍號東南側的大冰山在一天之內快速移動至雪龍號的正北，不再對雪龍號向東突圍造成威脅。

>>圖4 2014年1月3日 RadarSat-2 雷達影像

>> 圖5 2014年1月高分辨率雷達影像

2014年1月5日，冰區外緣線進一步后退，并且在東側浮冰的表面出現了大量的小水塘，說明此處的海冰已經開始向北漂散且開始融化，雪龍號突圍的機遇即將到來（見圖5）。

而快速漂流的大冰山已經繞過雪龍號，逐漸向北遠離。冰山能在冰區內快速漂流，說明這部分冰區沒有想象的那么堅實。

>> 圖6 2014年1月6日 RadarSat-2 雷達影像

2014年1月6日，盛行了數日的東南風減弱，浮冰開始分離擴散，浮冰的厚實程度開始降低（見圖6）。而從1月7日凌晨開始，風向轉為西風。西風將使臨時聚集起來的海冰進一步分散，幫助雪龍號突圍。

2014年1月7日，期盼已久的西風到來，浮冰區發生了快速擴散和裂解，雪龍號開始突圍。然而由于雪龍號的船頭指向西北，與浮冰薄弱的方向正好反向，加上雪龍號只能前向破冰，因此從凌晨3時到中午13時之間的近10個小時內，雪龍號只艱難前進了很短的距離，擴大了周邊的活動范圍（見圖7）。7日下午14時，最新的遙感影像顯示，雪龍號東南方向出現了大片清水區，海冰較為薄弱，因此建議其向東側突圍。17時，雪龍號成功調轉船頭，朝向東南方向突圍，僅用時不到一個小時即離開浮冰區，駛入清水區。

>> 圖7 2014年1月7日 MODIS可見光影像

從雪龍號救援-被困-突圍的過程可以看出，衛星遙感具有實時、動態、大范圍的觀測優勢，在自然條件十分惡劣的極地區域，遙感是監測海冰變化的最佳技術手段。極地氣象和水文環境多變，海冰情況變化復雜，及時準確的衛星遙感圖像將為南北極海域行船提供精確的導航服務。同時，本次衛星遙感幫助雪龍號突圍，也體現出衛星遙感技術在重大突發事件應急處置中具有不可取代的地位。