我國(guó)參與MOSAiC氣候多學(xué)科漂流冰站計(jì)劃的概況

雷瑞波

極地動(dòng)態(tài)

我國(guó)參與MOSAiC氣候多學(xué)科漂流冰站計(jì)劃的概況

雷瑞波

(自然資源部極地科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 中國(guó)極地研究中心, 上海 200136)

0 前言

與中低緯度相比, 北極氣候變暖呈現(xiàn)放大效應(yīng)。在過去40年里, 北極表面氣溫在各個(gè)季節(jié)都有不同程度的增溫趨勢(shì), 其中秋冬尤為突出。《巴黎協(xié)定》指出, 各方將加強(qiáng)對(duì)氣候變化威脅的全球應(yīng)對(duì), 把全球平均氣溫較工業(yè)化前水平升高控制在2°C之內(nèi), 并為把升溫控制在1.5°C之內(nèi)而努力。北極地區(qū)的升溫幅度已經(jīng)超過了《巴黎協(xié)定》設(shè)定的全球尺度的閾值。正是因?yàn)楸睒O近地面氣溫的升高, 北極海冰呈現(xiàn)快速減少的趨勢(shì), 北極的大氣、海洋和陸地環(huán)境也隨之發(fā)生諸多不可逆的變化, 北極成為了全球氣候變化的震中。越來越多的研究表明北極氣候變化和海冰減少與北美和歐亞大陸的冷冬及雪暴等極端天氣存在密切的關(guān)系, 甚至?xí)绊懳覈?guó)冬季季風(fēng)和華北地區(qū)的霧霾擴(kuò)散。北極海冰的變薄和縮退使得北冰洋適航性顯著提高。對(duì)于常水船舶, 1979—2005年9月北極東北航道的適航概率為40%, 而2006—2015年則提高至60%~71%。

針對(duì)北冰洋中心區(qū)域氣-冰-海相互作用過程, 尤其是冬季過程, 觀測(cè)數(shù)據(jù)的匱乏制約了我國(guó)對(duì)北極海冰與海洋環(huán)境變化認(rèn)知水平的提高以及海冰預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)能力的提升。冰站觀測(cè)是北冰洋考察區(qū)別于其他大洋考察的最主要手段, 南大洋以季節(jié)性海冰為主, 年周期的冰站觀測(cè)也難以實(shí)施。同時(shí), 冰站觀測(cè)也是獲得北冰洋氣-冰-海相互作用過程的最直接和有效的手段。冰站考察的科學(xué)設(shè)計(jì)源自挪威的探險(xiǎn)家弗里喬夫·南森。南森利用特殊設(shè)計(jì)的“弗拉姆號(hào)”木帆船于1893年9月—1896年8月完成了自拉普捷夫海北部至弗拉姆海峽的穿極漂流探險(xiǎn), 證實(shí)了穿極流的存在。第4次國(guó)際極地年期間, 在歐盟資助的北極研究計(jì)劃Damocles的支持下, 歐盟的科學(xué)家為重溫南森穿極之旅, 同樣利用了一艘帆船“塔拉”號(hào)在拉普捷夫海北部幾乎相同的位置開始考察, 觀測(cè)內(nèi)容包括大氣邊界層、海冰物質(zhì)平衡和上層海洋物理結(jié)構(gòu)等。2006年9月—2007年12月完成了至弗拉姆海峽的穿極漂流考察, 與“弗拉姆號(hào)”的實(shí)驗(yàn)相比, 證明了穿極流有加速的趨勢(shì), 可能是近年北極海冰快速減少的主要原因之一。自1937年, 前蘇聯(lián)就開始實(shí)施北極浮冰站計(jì)劃, 1954年往后每年都會(huì)實(shí)施1~3個(gè)浮冰站觀測(cè)。蘇聯(lián)解體后, 1991—2002年該計(jì)劃中斷了21年, 之后2003年該計(jì)劃重啟。至今, 該計(jì)劃實(shí)施了40多個(gè)浮冰站的觀測(cè)。然而, 隨著北極海冰的減少變薄, 依靠在冰上建立營(yíng)地實(shí)施無船舶支持的漂流冰站觀測(cè)越來越困難, 俄羅斯從2016年起中斷了其有人值守的冰站考察計(jì)劃。美國(guó)自然科學(xué)基金委員會(huì)支持的SHEBA (The Surface Heat Budget of the Arctic Ocean) 冰站觀測(cè)項(xiàng)目致力于通過開展一系列氣-冰-海相互作用多學(xué)科的綜合觀測(cè), 定量刻畫氣-冰-海界面能量交換, 為優(yōu)化關(guān)鍵參數(shù)的參數(shù)化方案提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。SHEBA冰站現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)開始于1997年10月, 浮冰站受波弗特渦流驅(qū)動(dòng), 漂移跨越了加拿大海盆、楚科奇邊緣地和楚科奇海臺(tái), 最后進(jìn)入門捷列夫海盆, 于1998年10月結(jié)束觀測(cè)。SHEBA實(shí)驗(yàn)獲得了歷史上針對(duì)北冰洋氣-冰-海相互作用最為完善的完整冰季的觀測(cè)數(shù)據(jù), 支持建立數(shù)值模式參數(shù)化方案的觀測(cè)數(shù)據(jù)沿用至今。然而“塔拉”航次的冰站考察受制于后勤支撐能力, 能開展的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)非常有限; SHEBA的冰站考察則主要針對(duì)當(dāng)時(shí)盛行的多年冰。目前的北冰洋逐漸從多年冰站占主導(dǎo)過渡成以一年冰為主, 多年冰覆蓋范圍的減小趨勢(shì)遠(yuǎn)大于海冰總的減小趨勢(shì)。一年冰的動(dòng)力學(xué)過程明顯加劇, 北冰洋氣-冰-海相互作用過程越來越接近南大洋的特征, 海冰變得更加難以預(yù)測(cè); 北冰洋大西洋扇區(qū)全年都呈現(xiàn)顯著的海冰退縮趨勢(shì), 冬季的退縮趨勢(shì)甚至比夏季更加明顯, 加快了北冰洋大西洋扇區(qū)的水文動(dòng)力和生態(tài)過程大西洋化。以多年冰為背景的SHEBA觀測(cè)數(shù)據(jù), 不再適用于氣候模式和海冰預(yù)報(bào)模式的發(fā)展。

氣候模擬比較計(jì)劃(Coupled Model Intercomparison Project)為北極海冰未來的變化提供了長(zhǎng)期預(yù)測(cè)結(jié)果。通過參數(shù)化方案和數(shù)據(jù)同化方案的優(yōu)化、子模塊耦合方案的優(yōu)化等工作, 針對(duì)北極海冰的變化, 第6階段的數(shù)值模式(CMIP6)相對(duì)第3階段的數(shù)值模式(CIMP3)給出了與觀測(cè)結(jié)果更加吻合的結(jié)果。CMIP6的結(jié)果表明, 模式模擬結(jié)果差異還很大。其中影響數(shù)值模式模擬結(jié)果的一個(gè)主要因素是對(duì)海冰及其與大氣和海洋相互作用過程參數(shù)化方案的合理性, 目前大多數(shù)參數(shù)化方案都基于以往對(duì)北極多年冰/厚冰的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè), 而我們對(duì)于多年冰/一年冰混雜區(qū)的氣-冰-海相互作用知之甚少。2013年, 世界氣象組織(WMO)世界天氣研究計(jì)劃(WWRP)正式設(shè)立了極地預(yù)報(bào)計(jì)劃(Polar Predication Project, PPP, 2013—2022), 旨在通過有效的國(guó)際合作, 實(shí)現(xiàn)極地從小時(shí)到季節(jié)尺度預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)能力的顯著提升。其中, 極地海冰和天氣預(yù)報(bào)是該項(xiàng)目關(guān)注的焦點(diǎn)問題, 并致力于發(fā)展綜合的極地預(yù)測(cè)系統(tǒng)(Global Integrated Polar Prediction System, GIPPS), 優(yōu)化極地氣象與環(huán)境的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)服務(wù)。極地預(yù)測(cè)計(jì)劃(PPP)啟動(dòng)了極地預(yù)報(bào)年(The Year of Polar Prediction, YOPP, mid-2017 to mid-2019), 致力于加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)與數(shù)值模式的融洽對(duì)接能力, 提高不同時(shí)間尺度的極地氣象與環(huán)境的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)能力。

為了把脈北極氣候環(huán)境的變化, 探索北極海冰快速減少的機(jī)制, 提升對(duì)北極天氣和海冰的預(yù)報(bào)能力以及對(duì)氣候的預(yù)測(cè)能力, 也為了致敬126 年前的挪威探險(xiǎn)家弗里喬夫·南森和“弗拉姆”號(hào)帆船穿極漂流的壯舉, 北極科學(xué)委員會(huì)經(jīng)過10 余年醞釀, 正式啟動(dòng)了其旗艦項(xiàng)目MOSAiC(Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate; 北極氣候研究多學(xué)科漂流冰站項(xiàng)目)。該國(guó)際計(jì)劃由德國(guó)阿爾弗雷德·魏格納研究所暨亥姆霍茲極地海洋研究中心(Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, AWI)組織實(shí)施, 涵蓋了大氣、海冰、海洋、生態(tài)和生物地球化學(xué)循環(huán)等學(xué)科, 是迄今學(xué)科最齊全、支撐能力最強(qiáng)的北極科考計(jì)劃。MOSAiC漂流浮冰站的完整冰季觀測(cè)將成為YOPP的重要支撐。

北極特殊的海冰環(huán)境孕育了一個(gè)與冰相關(guān)的特殊生態(tài)系統(tǒng)。已有研究表明, 在北極增溫的大背景下, 該系統(tǒng)已受到北極海冰消退的顯著影響, 如無冰期延長(zhǎng)導(dǎo)致陸架區(qū)初級(jí)生產(chǎn)力增加, 海冰變薄導(dǎo)致春季出現(xiàn)冰下浮游植物水華等。但相關(guān)研究主要集中在陸架區(qū), 目前國(guó)際上對(duì)北冰洋中央?yún)^(qū)生態(tài)學(xué)研究近乎空白, 存在多種挑戰(zhàn), 如冬季無光條件下生物群落的生存策略、海冰運(yùn)動(dòng)對(duì)外來物種的輸運(yùn)作用、海冰表面融池的生態(tài)作用、海冰厚度變化對(duì)冰下生物群落的潛在影響; 中央?yún)^(qū)的生物群落及其與氮循環(huán)的關(guān)系, 冰區(qū)微生物區(qū)系在中心區(qū)甲烷通量中的貢獻(xiàn)等。鑒于北冰洋生態(tài)環(huán)境的特殊性和重要性, 以及生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候環(huán)境的潛在影響, 相對(duì)SHEBA計(jì)劃, MOSAiC計(jì)劃特別增加了生態(tài)過程和生物地球化學(xué)循環(huán)過程的觀測(cè)和學(xué)科組設(shè)置。

1 MOSAiC航次概述

MOSAiC冰站的主要依托平臺(tái)是德國(guó)的“極星”號(hào)破冰船, 其它支撐平臺(tái)包括直升機(jī)、固定翼飛機(jī)、雪地摩托、水下機(jī)器人、無人機(jī)以及合作伙伴的破冰船。2019年9月20日, “極星”號(hào)船和“費(fèi)德羅夫院士”號(hào)船組成考察船隊(duì)向北極進(jìn)發(fā), MOSAiC正式啟動(dòng)。考察船隊(duì)在進(jìn)入冰區(qū)后開始搜尋確定主冰站位置。至10月3日考察隊(duì)確定了主冰站浮冰, 正式開啟了漂流冰站考察。自此, “極星”號(hào)主要負(fù)責(zé)主冰站的建站工作, 而“費(fèi)德羅夫院士”號(hào)則負(fù)責(zé)開展外圍浮標(biāo)陣列觀測(cè)網(wǎng)(Distributed Network, DN)的布設(shè)工作。浮標(biāo)陣列觀測(cè)網(wǎng)主要包括3個(gè)大型浮冰觀測(cè)站(L site)和8個(gè)中型浮冰觀測(cè)站(M site)以及60余個(gè)小型觀測(cè)站點(diǎn)(P site), 在后續(xù)的航段中, 進(jìn)一步增加了P級(jí)冰站的布置。至10月17日, DN工作完成,“極星”號(hào)負(fù)責(zé)的主漂流冰站建設(shè)也宣布完成, “費(fèi)德羅夫院士”號(hào)隨之離開了MOSAiC觀測(cè)區(qū)域,“極星”號(hào)繼續(xù)開展漂流考察作業(yè)。

在冰站上設(shè)置了海洋(Ocean City)、大氣(Met City)、系留氣艇(Balloon town)、水下機(jī)器人(ROV Oasis)和遙感(Remote Sensing Site)觀測(cè)站點(diǎn), 地球化學(xué)循環(huán)、積雪物理以及多學(xué)科冰芯等采樣和觀測(cè)點(diǎn), 以及海冰厚度和遙感觀測(cè)斷面。除了多學(xué)科冰芯采樣點(diǎn), 其他觀測(cè)和采樣站點(diǎn)構(gòu)成了MOSAiC的中心觀測(cè)區(qū)(Central Observatory), 多學(xué)科冰芯采樣點(diǎn)則布置在離母船約1.5 km的區(qū)域, 被定義為黑暗區(qū), 也就是探照燈夠不到的區(qū)域。采樣時(shí)只能用帶紅光的照明工具, 不能用白光, 避免了光合作用波段人造光源對(duì)生物的影響, 保持本底的生存環(huán)境。同時(shí), 考察船“極星”號(hào)也是漂流過程中的主要觀測(cè)平臺(tái)。船頭布放了6 個(gè)集裝箱臨時(shí)實(shí)驗(yàn)室作為觀測(cè)平臺(tái), 布設(shè)了大功率的激光雷達(dá)和氣溶膠等測(cè)量實(shí)驗(yàn)室。在直升機(jī)甲板上, 根據(jù)業(yè)務(wù)觀測(cè)要求, 每天開展2次GPS探空觀測(cè)。冰上海洋觀測(cè)站的CTD 受制于絞車的作業(yè)能力, 只能下放到1 000 m, 全水深的CTD 剖面則利用船上的CTD通過船邊鉆洞下放完成觀測(cè)。船頭臨時(shí)假設(shè)的氣象塔連同船基的常規(guī)氣象觀測(cè)站, 構(gòu)成了完善的大氣邊界層觀測(cè)系統(tǒng), 與冰上的氣象觀測(cè)站相關(guān)觀測(cè)形成互補(bǔ)。船舶頂部甲板也為衛(wèi)星遙感對(duì)比觀測(cè)設(shè)備提供了平臺(tái)。直升機(jī)主要用于浮標(biāo)布放和機(jī)載觀測(cè), 極夜期間主要開展紅外皮溫和機(jī)載高度計(jì)觀測(cè), 有陽光的季節(jié)則增加機(jī)載電池感應(yīng)冰厚測(cè)量和可見光成像觀測(cè)。

MOSAiC航次由5個(gè)航段組成, 分別在2019年12月中旬、2020年3月初、5月中旬和8月初進(jìn)行了航段之間的人員輪換。其中前2次輪換都是依托于俄羅斯的破冰船“德拉尼岑船長(zhǎng)”號(hào)完成。進(jìn)入第三航段后, 受到新冠疫情的影響, 很難再尋找破冰船支持輪換, 所以第三/四和四/五航段的輪換都采用了折中的方式, “極星”號(hào)臨時(shí)離開主冰站在斯瓦爾巴群島附近利用普通船舶進(jìn)行輪換。

至8月1日, MOSAiC航次進(jìn)入了第四航段末期, “極星”號(hào)考察船及其周邊的浮標(biāo)陣列漂流至了弗拉姆海峽。考察隊(duì)對(duì)主冰站以及L和M級(jí)冰站的主要觀測(cè)設(shè)備進(jìn)行了回收, 之后考察隊(duì)重新返回到了北冰洋中心區(qū)域。8月19日MOSAiC考察隊(duì)及“極星”號(hào)考察船到達(dá)了北極點(diǎn), 觀測(cè)到北極點(diǎn)附近區(qū)域海冰密集度只有大約70%~80%, 冰面融池覆蓋率接近50%。8月底至9月初在北極點(diǎn)附近區(qū)域重新尋找了一個(gè)浮冰開始漂流觀測(cè), 并利用浮標(biāo)構(gòu)建了二期的MOSAiC浮標(biāo)陣列, 用于比較兩年的氣-冰-海相互作用過程。第二期的漂流觀測(cè)維持至9月底, 考察隊(duì)離開了冰站, 至10月12日返回到了“極星”號(hào)母港德國(guó)的不萊梅港。

整個(gè)航次為期389天, 共442人次作為考察隊(duì)管理人員、科學(xué)家、記者和科普宣傳員, 以及船員和其他后勤保障人員參加了該航次的現(xiàn)場(chǎng)工作, 并在“費(fèi)德羅夫院士”號(hào)上舉辦了一期“MOSAiC School”, 讓年輕學(xué)生親身經(jīng)歷了航次的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工作。科學(xué)家來自20個(gè)國(guó)家80個(gè)研究所, 科研項(xiàng)目來自37個(gè)國(guó)家。通過一年的漂流觀測(cè), 研究北冰洋中心區(qū)域大氣、海冰、海洋和生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜的相互作用, 并在氣候模式中更好地表達(dá)這些相互作用過程, 提高極地氣候和海冰的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)能力, 成為了不同國(guó)家科學(xué)家的共同愿望。觀測(cè)結(jié)果證實(shí)了北極海冰隨著厚度減小, 冬季的動(dòng)力學(xué)過程變得更加強(qiáng)烈, 夏季融化期加長(zhǎng)則促進(jìn)了融池的形成和海冰破碎。MOSAiC漂流期間冬季的氣溫相對(duì)126年前“南森”時(shí)代的觀測(cè)結(jié)果高了約10°C。漂流考察所獲得的觀測(cè)數(shù)據(jù)和樣品成為了人類共同的財(cái)富。

2 我國(guó)參與MOSAiC航次的情況介紹

近年來, 我國(guó)加大了對(duì)北極事務(wù)的參與力度, 并于2018年1月26日發(fā)布了《中國(guó)的北極政策》白皮書。“不斷深化對(duì)北極的探索和認(rèn)知”和“保護(hù)北極生態(tài)環(huán)境和應(yīng)對(duì)氣候變化”是中方提出參與北極事務(wù)5項(xiàng)主要政策主張中的2項(xiàng)。1999—2020年, 我國(guó)共實(shí)施了11次北極考察。除了船基觀測(cè)外, 每次北極考察還會(huì)實(shí)施1個(gè)為期約10天周冰站觀測(cè)和6~8個(gè)持續(xù)幾個(gè)小時(shí)的日冰站觀測(cè)。日冰站側(cè)重于冰雪樣品采集和浮標(biāo)布放, 周冰站側(cè)重于氣-冰-海相互作用過程的觀測(cè)。相對(duì)國(guó)際重大研究計(jì)劃的冰站考察, 我國(guó)的冰站考察存在以下問題: (1)觀測(cè)局限于夏季, 不能支撐完整冰季的觀測(cè); (2)觀測(cè)時(shí)間較短, 周冰站一般在10天內(nèi); (3)學(xué)科綜合程度不高, 觀測(cè)要素單一。

在國(guó)家海洋局極地考察辦公室的統(tǒng)一策劃下, 中方先后3次組團(tuán)參加MOSAiC計(jì)劃的科學(xué)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施研討會(huì), 中方明確表示不但會(huì)在后勤上給予MOSAiC 大力支持, 還會(huì)組織隊(duì)伍參加MOSAiC 所有學(xué)科組的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)工作。極地科學(xué)考察是世界各國(guó)展示綜合國(guó)力和科技水平的重要舞臺(tái), 最近幾年MOSAiC成為了這個(gè)舞臺(tái)的焦點(diǎn)之一。

中方派遣了來自7家科研機(jī)構(gòu)的17名隊(duì)員參加了MOSAiC航次中4個(gè)航段的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)工作, 涉及所有學(xué)科組。參與人數(shù)僅次于德國(guó)、美國(guó)和俄羅斯, 與瑞典和挪威等北極國(guó)家相當(dāng), 是重要的參與國(guó)之一。貫穿整個(gè)航次, 中方隊(duì)員主要完成了以下工作。

在氣-冰-海相互作用方面, 為構(gòu)建MOSAiC浮標(biāo)陣列中貢獻(xiàn)了主要力量。中方一共布放了1套“海冰氣無人冰站觀測(cè)系統(tǒng)”、26套海冰物質(zhì)平衡浮標(biāo)、23套海冰漂流浮標(biāo)、5套冰基拖曳式淺層海洋剖面浮標(biāo)以及1套固定層位海洋浮標(biāo)。觀測(cè)數(shù)據(jù)為研究海冰物質(zhì)平衡過程及其與上層海洋耦合機(jī)制的季節(jié)變化奠定了基礎(chǔ)。海冰物質(zhì)平衡觀測(cè)空間尺度約100 km, 涉及不同類型和不同初始狀態(tài)的海冰, 觀測(cè)數(shù)據(jù)具有較高代表性, 能支持海冰熱力學(xué)數(shù)值模擬參數(shù)化研究。同時(shí), 通過參加站基的水文周期性觀測(cè), 利用CTD、ADCP、MSS90湍流儀等設(shè)備獲取了北冰洋冬季溫度、鹽度、流速、混合等高時(shí)間分辨率觀測(cè)數(shù)據(jù), 為揭示海洋上層混合層在季節(jié)尺度上變化規(guī)律及其對(duì)海冰生消的影響奠定了基礎(chǔ)。

在冰區(qū)生態(tài)學(xué)方面, 為研究冰下生物過程及其對(duì)生物地球化學(xué)循環(huán)影響做出了貢獻(xiàn)。在北冰洋中心區(qū)布放了冰基沉積物捕獲器1套, 采集了約280天的冰下顆粒物樣品, 為提高對(duì)冰下“生物泵”的認(rèn)識(shí)奠定了基礎(chǔ)。獲得了水下原位激光粒度儀31次剖面觀測(cè), 通過獲取北極海洋懸浮顆粒物在粒度組成和濃度上的時(shí)空分布, 有助于理解北極海洋生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程, 了解北極冰下海洋生物活動(dòng)的季節(jié)變化特征。開展了北冰洋冰下的碳沉降通量的觀測(cè), 提高了對(duì)冰下碳循環(huán)過程的認(rèn)識(shí)。

在冰區(qū)生物地球化學(xué)循環(huán)方面, 通過在“極星”號(hào)上安裝全自動(dòng)溫室氣體走航觀測(cè)系統(tǒng), 開展了CO2、CH4、N2O及CO等溫室氣體及碳同位素走航觀測(cè), 同時(shí)采集水體、海冰融池溫室氣體N2O水樣, 并在現(xiàn)場(chǎng)開展了冰-氣界面的N2O和CO觀測(cè)。為進(jìn)一步研究北冰洋溫室氣體循環(huán)及其調(diào)控過程, 評(píng)估溫室氣體在海-冰-氣三相界面的交換通量及其氣候效應(yīng), 揭示北冰洋碳循環(huán)源/匯過程及其對(duì)氣候和海冰變化的響應(yīng)和影響奠定了基礎(chǔ)。

在大氣環(huán)境方面, 通過船基大氣汞在線監(jiān)測(cè)分析儀, 對(duì)全航段大氣氣態(tài)單質(zhì)汞濃度進(jìn)行了自動(dòng)在線觀測(cè)。基于觀測(cè)數(shù)據(jù)將進(jìn)一步探究北冰洋是否會(huì)發(fā)生大氣汞虧損事件現(xiàn)象、大氣汞濃度的(日、季節(jié))變化特征及相應(yīng)影響機(jī)制。揭示大氣汞的大量氧化及沉降機(jī)制, 評(píng)價(jià)汞在極地生物體內(nèi)富集和放大對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的影響。

3 總結(jié)與建議

全面參加MOSAiC 國(guó)際計(jì)劃是我國(guó)積極參與全球氣候變化研究和北極科學(xué)考察國(guó)際合作的成功范例, 是落實(shí)《中國(guó)的北極政策》白皮書相關(guān)聲明的有益探索和重要實(shí)踐, 是我國(guó)作為一個(gè)負(fù)責(zé)任大國(guó)在北極事務(wù)上的重要行動(dòng)。通過深入?yún)⑴cMOSAiC計(jì)劃, 中方代表團(tuán)達(dá)到了以下目的:

(1)獲取了北極氣候和海冰快速變化背景下完整冰季的大氣、海洋、海冰和生態(tài)系統(tǒng)相互作用關(guān)鍵過程的觀測(cè)數(shù)據(jù), 為開展北極海洋環(huán)境變化機(jī)制及其生態(tài)效應(yīng), 提高北極氣候和海冰預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)能力奠定了基礎(chǔ);

(2)掌握了冬季開展冰站考察的后勤支撐和科學(xué)觀測(cè)的關(guān)鍵技術(shù), 為將來組織冬季航次奠定了基礎(chǔ);

(3)廣泛開展了多學(xué)科的國(guó)際合作, 提高了我國(guó)對(duì)北極環(huán)境變化的觀/監(jiān)測(cè)能力, 為將來我國(guó)組織北極國(guó)際合作科學(xué)計(jì)劃奠定了基礎(chǔ);

(4)培養(yǎng)了一支具有北極全天候作業(yè)能力, 以及開展北極前沿科學(xué)研究創(chuàng)新能力的年輕隊(duì)伍, 為提高我國(guó)對(duì)北極環(huán)境和氣候變化的認(rèn)知水平提供了人才儲(chǔ)備。

在參與MOSAiC國(guó)際合作計(jì)劃的基礎(chǔ)下, 形成建議如下:

(1)基于MOSAiC合作基礎(chǔ), 加強(qiáng)中國(guó)-歐盟在極地領(lǐng)域科學(xué)研究和后勤支撐領(lǐng)域的合作; 通過國(guó)際合作, 充分利用俄羅斯的破冰船資源開展聯(lián)合調(diào)查;

(2)充分利用“雪龍2”號(hào)的科考平臺(tái), 拓展我們北極考察的縱深度, 考察季向春季和秋季拓展; 充分發(fā)揮我國(guó)固定翼飛機(jī)和直升機(jī)的航空遙感觀測(cè)能力, 在北冰洋部署海冰和大氣航空遙感觀測(cè);

(3)大力發(fā)展無人值守觀測(cè)裝備, 在大氣、海洋和海冰智能浮標(biāo), 以及水下機(jī)器人等方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破, 并構(gòu)建組網(wǎng)陣列式觀測(cè)體系, 為北極海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)構(gòu)建做出貢獻(xiàn);

(4)針對(duì)北極快速變化的主要過程, 凝練前沿科學(xué)問題, 發(fā)起國(guó)際合作計(jì)劃, 提升我國(guó)在北極事務(wù)國(guó)際治理的話語權(quán); 在“北極漁業(yè)資源管控”, “北極航道利用關(guān)鍵技術(shù)”等關(guān)乎北極治理和利用的重點(diǎn)領(lǐng)域部署科學(xué)調(diào)查, 提高認(rèn)知和應(yīng)對(duì)水平;

(5)加大極地領(lǐng)域人才培養(yǎng)力度, 在科學(xué)研究和后勤支撐方面形成足夠的人才儲(chǔ)備。

CONTRIBUTIONS TO THE MOSAIC FROM CHINA

Lei Ruibo

(Polar Research Institute of China, Shanghai 200136, China)