中國第七次北極科學考察隊日前完成全部科考任務，搭乘“雪龍”船啟程返航。

從７月１８日抵達第一個作業站位起，考察隊在５４天內共完成８４個海洋綜合站位作業，其中在北冰洋區域完成５９個站位作業，最北到達北緯８２度５３分。

據介紹，本次考察涉及物理海洋、海洋氣象、海洋地質、海洋化學和海洋生物等多個學科，考察隊主要對北極地區的冰、海、大氣、融池和生物５方面要素進行了取樣、觀測和研究。考察隊首席科學家李院生表示，本次科考無論任務數量還是科考設備水平都屬我國歷次北極科考之最。

浮標陣列探秘海冰消融規律

北極科考自然少不了海冰研究。“雪龍”船駛入北極圈后，考察隊員發現，預想中大面積浮冰覆蓋海面的場景并未如約而至，甚至在北緯７５度附近的高緯海域，船身四周浮冰仍然又小又薄，有時還會出現大片開闊的清水區。

這就是北極地區海冰迅速消融的真實寫照。受此影響，考察隊在北緯７９度附近才選定了一塊浮冰進行首個冰站作業，這一緯度與此前歷次科考相比較為偏北。

考察隊首席科學家助理雷瑞波表示，北極海冰的消融將為我國氣候帶來直接影響。研究結果表明，北極海冰減少與我國冬季降水量增加有直接關聯，甚至會為我國帶來嚴寒、凍雨等災害性天氣。

為了解北極海冰的變化規律，考察隊一共布放了４０個冰基浮標，包括利用直升機在加拿大海盆冰面上布放的由１３個浮標組成的浮標陣列，這是我國歷次北極科考構建的最為規則的浮標陣列。這些浮標將隨海冰一起移動，并將在未來兩年內持續記錄海冰移動軌跡、冰面積雪累積融化等完整熱力學過程。

雷瑞波介紹說，隨著海冰的漂移，浮標可以深入北極核心地區，進一步拓展我國北極科考區域。同時，浮標持續發回的數據可以使我國北極科考數據收集工作從夏季持續到冬季，為研究北極海冰快速變化提供重要科學數據，提高我國對未來北極氣候變化、海冰變化以及海洋環境變化的預測能力。

聲學觀測助力水下通信與導航

利用聲學技術探知北極，發展極地水下聲學通信、導航技術是本次北極科考的重要課題。

本次考察隊作業期間共進行了兩次冰區水下聲學觀測實驗。每次由“雪龍”船上的發射裝置通過高頻電臺發射信號，考察隊員在冰站鉆孔架設接收設備接收信號，整個過程耗時約７小時，目的在于研究聲音信號在水下遠距離傳輸過程。

“此次北極科考是我國首次在北冰洋地區開展冰區水下聲學觀測實驗，其數據可為未來冰區水下聲學觀測提供技術基礎和技術保障。”考察隊員、來自中國科學院聲學研究所的副研究員衛翀華說，“實驗結果表明，應用現有技術完全可以將北極海冰對水下聲學通信的影響降低，這對我國在極地考察中設計和應用水下通信、導航設備具有重要的指導意義。”

探空氣球分析北極氣象特征

了解北極地區氣象要素變化特征是綜合認識北極地區環境的重要環節。因此，除了“探海”、“探冰”，“探空”也是考察隊的重點工作之一。

除了在甲板、冰站上架設氣象站，隊員們還在作業期間每天釋放兩至三個探空氣球。這是一種需要兩至三人才能環抱的氦氣氣球，尾巴上拴著一個漢堡大小的方形探空儀，最高可飛至２萬米高空。氣球釋放后便可自下而上測量氣壓、氣溫、濕度和風向風速等參數，并用無線電將這些數據實時發回地面接收裝置。

每到釋放氣球時，考察隊員都會全副武裝，小心翼翼地托著氣球，防止它被碰到或被風突然吹走。一旦成功釋放，參與“放球”的隊員都會像小孩子一樣歡呼雀躍。

“我國目前對于極地大氣結構特征和變化的觀測資料相對匱乏。在極地運用探空氣球觀測，有助于了解極地大氣中高層的結構特征，推斷極地天氣系統的移動發展，有利于改進極地天氣預報的準確率。”考察隊員、來自國家海洋環境預報中心的孫虎林說。

融池采水追蹤海洋酸化趨勢

俯瞰北冰洋上的浮冰，很多表面都有淡藍或深藍色的水洼，在陽光下顯得晶瑩剔透、分外漂亮。它們就是冰面部分融化形成的融池，也被稱為“海冰之眼”。

然而，美麗的“海冰之眼”卻有可能變成海洋酸化的“幫兇”。考察隊員、來自國家海洋局第三海洋研究所的祁第表示，北冰洋融池具有潛在大量吸收大氣中二氧化碳的能力。一旦融池吸收了大量二氧化碳，其酸堿度將快速下降。當海冰完全融化后，融池中的酸性淡水進入到偏堿性的表層海水，將導致表層海水酸化加劇。

本次科考，考察隊在冰站作業期間對冰面融池進行了水文采樣、輻射率觀測等一系列作業。專家認為，本次考察所獲數據不僅為估算北冰洋融池吸收二氧化碳的程度提供現場觀測數據，還將為全面評估融池在北冰洋海洋酸化中所扮演角色提供重要基礎。

祁第介紹說，夏季北冰洋融池占全部海冰面積４０％至８０％。隨著全球變暖加劇，北冰洋海冰快速融化，融池面積將同步增加。北冰洋是全球海洋酸化最為嚴重區域，因此在北冰洋海域開展海洋酸化和融池相關研究意義重大。

底棲拖網聚焦海洋生存環境

考察作業途中最熱鬧的場景莫過于底棲生物拖網。每次開展底棲拖網，考察隊員都會利用“雪龍”船上的絞車鋼纜把特制的拖網緩緩沉入海底，“雪龍”船低速航行，帶動拖網緊貼海底緩緩拖行。每當拖網“滿載而歸”，考察隊員都會興奮地上去“圍觀”網中的海蟹、海星、深海魚等底棲生物。

考察隊員、國家海洋局第三海洋研究所副研究員林和山表示，拖網并不是簡單的撒網捕魚。極地底棲生物具有相對緩慢的生長速度和相對較長的生命周期，對于環境變化也相當敏感，因此，它們對生態系統的潛在變化具有很好的指示作用，觀測極地底棲生物的生活狀態和群落特征可以對該區域氣候變化的長期趨勢作出預測。

林和山介紹，本次考察共完成了３５次大型底棲生物拖網，在楚克奇海臺、門捷列夫海脊等海域約１０００米水深捕獲了許多海星、海蛇尾等棘皮動物，另外還選擇典型站位進行了底表微生物、大型藻類及魚類肝臟和肌肉等樣品的采集，得到了許多非常珍貴的樣品和數據，為研究北極地區物種生活范圍北移等海洋生物問題提供了珍貴的現場資料。（伍岳）