極地科考，中國砥礪奮進

韓正兵

我國對南極開展科學考察始于20世紀80年代初，最初是以國際合作的形式開展的，當時我國派董兆乾、張青松2位科研人員赴澳大利亞的南極凱西站度夏考察。直到1984年，我國才首次自己組織了南極科學考察，并建立了首個南極考察站。截至目前，我國已建成南極科考站共4個，分別是長城站、中山站這兩個常年科學考察站和昆侖站、泰山站這兩個度夏科學考察站。隨著我國新一代的破冰船“雪龍2號”和固定翼飛機“雪鷹601”入列南極科考，以及即將建成的羅斯海新站，我國即將形成“五站兩船一飛機”的南極科學考察與研究支撐體系，為極地科學研究奠定更堅實的基礎。

冰蓋高處起昆侖

南極內陸冰蓋之上，有4個“必爭之點”：極點、冰點、磁點和高點。在2009年之前，前三者分別由美國、俄羅斯和法國領先，只有“高點”冰穹A，還在等待著人類歷史性的跨越。

穿越惡劣的暴風圈，戰勝酷寒的死亡禁區，一路跋涉，一路凱歌。2009年1月27日，在“南極大陸不可接近之地”冰穹A點上，我國成功建立起昆侖站，成為人類南極科學考察史上的一個里程碑。

對于世界而言，昆侖站是一個特殊地理意義上的標志性建筑。對于中華民族來說，這是在南極建立起來的精神坐標。南極冰穹A點冬天的溫度有時會達到?80℃，昆侖站是南極海拔最高，也是最冷處的科考站。昆侖站的落成，標志著我國已成功躋身國際極地考察的“第一方陣”，成為繼美、俄、日、法、意、德之后，在南極內陸建站的第7個國家。冰穹A地區大氣稀薄、空氣干燥，沒有污染以及低背景輻射，是地球上進行天文觀測的最佳位置之一。在建設之初，中國科學院南極天文中心與國際上其他研究機構合作建立了一個臨時的遠程觀測站，稱為“柏拉圖”?！鞍乩瓐D”的儀器中還包括首批安裝到昆侖站的中國小望遠鏡陣列（CSTAR）。這些望遠鏡在銀河系星系中發現了各種各樣的恒星，有些甚至連美國宇航局的開普勒太空望遠鏡都無法觀測到。

除了天文觀測，在南極昆侖站鉆取地下約3200米處的深冰芯是另一項重要的科研目標。極地冰芯是過去氣候環境狀態的良好記錄體，通過研究冰芯的化學和物理特性，能夠提取出過去數年到百萬年來的氣候環境演化規律，對于認知當前地球所處的氣候階段、推演未來的氣候變化趨勢和增強人類應對氣候變化的能力具有重要意義。冰川學家期望利用在冰穹A點鉆取的冰芯重建南極過去100萬年的氣候與環境演變信息，闡明地球氣候變化的機制，發現地球歷史上可能曾經出現的生命以及生態系統。截至2019年，經過6個鉆探季度的工作， 已成功將鉆探深度推進至800米，為極地冰川學研究提供了寶貴的科研樣品，也為我國極地深冰芯鉆探技術研究積累了寶貴經驗和第一手的數據資料。此外，我國冰川學家在甘布爾采夫山脈局部典型區域對冰下地形進行了詳細勘測，揭示出了南極冰層下甘布爾采夫山脈核心區域高山縱谷的原貌地形，在國際上首次提供了南極冰蓋起源和演化的直接證據。

南極冰架成研究熱點

南極科考是衡量一個國家力量的重要標志。

在全球氣候變暖加劇的背景下，人類最緊迫的任務是充分了解南極冰蓋，以減少海平面變化的不確定性。近年來南極和格陵蘭冰蓋發生的多起冰架崩塌事件，引起了社會公眾的廣泛關注。

2017年，位于威德爾海的拉森C冰架發生斷裂，面積超過5800平方千米、厚度超過200米，代號為“A-68”的超大冰山從此進入南大洋。盡管因為冰架原本就是漂浮在海面上，冰架的崩塌不會造成全球海平面的升高，但隨著后續冰川的流入，缺乏穩定支撐的冰架可能會變得更加脆弱。如果拉森C冰架所有的冰都流入海洋，則會引起全球海平面上升10厘米。

在2019年9月下旬，我國南極中山站附近的埃默里冰架也發生了崩塌，1636平方千米的冰山進入海洋，這是自20世紀60年代以來該冰架斷裂的最大冰山。即便不考慮海平面上升的影響，如此龐大的冰山也會對未來的航線造成危害，尤其會影響到在中山站附近進行科考和補給的“雪龍號”和“雪龍2號”極地考察船。

國際上已制定并實施了多項針對冰架的研究計劃，試圖找出南極冰川消退的原因。隨著研究的深入，越來越多的證據表明，南大洋偏暖的深層水入侵至冰架底部才是冰架不穩定的真兇。但由于對海洋尤其是冰架底部的海洋的觀測仍然十分匱乏，科學家們無法準確評估和預測未來南極冰蓋的物質平衡，以及對未來海平面變化的影響。不過，南大洋在這些過程中所扮演角色的重要性是不言而喻的，南大洋是世界唯一東、西貫通的大洋，其海冰區是南極底層水和其他南極水團的形成源地，在全球熱鹽環流中具有舉足輕重的地位。作為地球系統的重要組成部分，南極系統包含大氣、冰雪、海洋、陸地和生物等多圈層，又通過大氣和海洋環流的經向傳輸與低緯度地區緊密聯系起來，在地球系統的能量交換及環境和氣候的演變中扮演著重要的角色。

我國在南大洋調查成果豐碩

南大洋為地球上的洋盆之間和全球海洋環流上層和底層之間提供了主要的聯系通道，并對氣候型式、碳與營養鹽循環有很強的影響，其變化會引起全球范圍的響應。最新的觀測資料表明，南大洋對于碳的吸收減緩了全球變化的速度，但卻加劇了海洋的酸化;南極底層水具有明顯的增暖和淡化趨勢;西南極海域的海冰嚴重消退。隨著物理和化學環境的變化，南大洋的生態系統也相應發生著變化。但是人類只靠短期和不連續的觀測來了解南大洋的變化十分困難，僅憑建立考察站根本無法完成對海洋，尤其是遠離南極陸地的遠洋，進行觀測與研究的任務。而且，盡管在過去幾十年中，海洋觀測技術得到了長足的發展，但基于船載的海洋學仍然是高質量和高垂直分辨率地獲得海洋全水柱物理、化學和生物學參數的唯一方法，船載海洋調查對于記錄整個水柱中的海洋，特別是2000米以下的深海至關重要。以全球海洋船載水文調查計劃（GO-SHIP）和“南極海洋綜合觀測計劃（SOOS）”為代表的國際計劃是目前及今后一個時期國際合作的主流，如果想要深度參與到南極活動中，那么就需要可靠的極地破冰船來支撐現場的海洋科學調查與研究。

《巴黎氣候協定》簽訂后，各國政府需要有效評估全球變化的未來趨勢，這就急需一個準確的地球系統模式，而模式的確定則依賴于實際觀測數據的約束。在地球系統中，南極的觀測數據最為匱乏，不確定性最大，如果不能補齊這個短板，也就意味著我們在應對氣候變化時無法為政府決策提供關鍵的支撐。

此外，南大洋是全球二氧化碳最重要的匯區，南大洋吸收的碳增多則會導致海洋酸化，而這對南大洋的海洋生態又將造成怎樣的影響仍然無法得知。隨著南大洋變暖，關鍵物種磷蝦的種群將會發生怎樣的變化，這種變化會對企鵝、海豹和鯨魚這些頂級捕食者產生怎樣的影響，這些問題仍然需要大量的觀測和研究才能回答，而未來南大洋的漁業資源是否會受到氣候變化的威脅更是人們所關心的重要問題。這需要突出對南大洋的科學關注，通過全球在南極研究領域的相互協作，共同應對這些重大的科學挑戰。

我國立足全球變化制定并實施了多項針對南大洋的考察與研究計劃。圍繞“南大洋環流與水團變異”、“生物地球化學循環與碳通量”、“南大洋生物生態學”、“南極海冰觀測與研究”和“海-冰-氣相互作用”等研究課題，以普里茲灣及其鄰近海區為重點調查區域，進行了長期固定斷面的調查，使我國成為這一地區掌握資料最全面的國家之一。

盡管我國進入“南極圈”較晚，但35年來我國科學家在南大洋研究領域取得的科研成果已經開始引起世人的矚目，甚至在某些領域已邁入了國際前列，取得了一批重大研究成果。如在南極大磷蝦基礎生物學研究上，解決了困擾國際學術界多年的大磷蝦年齡判斷指標問題，并提出用磷蝦體長與眼徑比率作為檢測南大洋生態系統動態變化的指示因子。

而我國學者利用資料的優勢，在普里茲灣及其以北洋區的水團和環流研究中，作出了可比肩國際水平的重要貢獻。他們對南大洋普里茲灣及印度洋扇區相鄰海域的碳、氮等生源要素的生物地球化學循環進行了深入的探討，揭示了該區域主要生源要素生物地球化學的作用特征和行為方式，建立了海洋碳循環和碳通量估算的技術和方法，對極區碳循環的變化及其氣候效應作出了初步評估，為全球氣候預測模式的優化提供了重要的依據。

環境與資源已成為制約全球社會發展的重大瓶頸，南極獨特的環境和豐富的資源為維系人類社會的發展提供了廣袤的空間。對南極開展深入的科學研究，提升了我國極地科學研究的水平，必將為我國極地事業的發展發揮重要作用。

從1984年首次南極考察至今，35年來，一代又一代中國考察隊員奔向最遠的南方，從“為人類和平利用南極作出貢獻”到“認識南極、保護南極、利用南極”;從“向陽紅10號”科考船首航南極到“雪龍號”和“雪龍2號”破冰船“雙龍探極”;從第一面五星紅旗在南極洲上空飄揚到考察站建立在南極冰蓋之巔……這一切見證著中國進入極地考察大國行列，并向強國邁進的步伐。