“雪龍”船與北冰洋的浮冰 (圖片來源:新華社)
考察隊員釋放探空氣球 (圖片來源:新華社)
中國第七次北極科學考察隊已經順利完成了全部科考任務,預計26日抵達上海港。從7月18日抵達第一個作業站位,到9月11日完成所有任務,考察隊在54天內共進行了84個海洋綜合站位作業,其中在北冰洋區域完成了59個站位,最北到達北緯82度53分。北極考察都有哪些項目,是“高大上”還是“接地氣”,與我們的工作生活又有什么聯系?
浮標陣列:
探秘北極海冰消融規律
“雪龍”船駛入北極圈后,考察隊員們發現,預想中大面積覆蓋在海面上的浮冰并沒有如約而至,甚至在北緯75度左右的高緯海域,船身四周的浮冰仍然又小又薄——這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。
不要以為北極海冰減少只是全球氣候變暖的結果,與我國冬季降水量增加有著直接的聯系,甚至會帶來嚴寒、凍雨等災害性天氣。隊員們在冰站布放冰基拖曳式浮標,為了解北極海冰的變化規律,本次科考隊一共布放了40個冰基浮標。這些浮標將隨海冰一起移動,因為搭載的電池足夠維持兩年的正常工作,只要冰面不融化、開裂,浮標就會隨海冰一同漂移,深入北極核心地區,并將在未來兩年持續記錄海冰移動軌跡、冰面積雪累積融化以及海冰生消完整的熱力學過程。
探空氣球:
分析北極地區大氣結構
了解北極地區氣象要素變化特征同樣也是綜合認識北極地區環境的重要環節。考察隊除了在甲板、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——需要2-3個人才能環抱起來的氦氣氣球,最高可飛到20000米的高空,尾巴上拴著一個漢堡大小的方形探空儀。
氣球釋放后便可自下而上測量氣壓、氣溫、濕度和風向風速等信息,然后用無線電將這些數據實時發送至地面的接收電腦。每到釋放氣球的時候,考察隊員都會全副武裝,小心地捧著氣球,防止它被碰到或被風突然吹走。一旦成功釋放,參與“放球”的隊員都會像小孩一樣歡呼雀躍。
在極地進行探空氣球觀測,有助于了解極地大氣高層的結構特征,有利于改進極地天氣預報的準確率,彌補我國對北極氣候了解的不足。
融池采水:
追蹤極地海洋酸化趨勢
俯瞰北冰洋上的浮冰,很多都有淡藍或深藍色的水洼,在陽光下顯得晶瑩剔透。它們就是由冰面部分融化形成的融池,也有人稱它們為“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”。
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的二氧化碳,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。海洋酸化是世界眾多科研機構公認的全球第三大環境問題。海洋酸化會影響珊瑚、貝類等鈣化生物的正常生長,腐蝕它們的碳酸鈣外殼。為了保護自己,鈣化生物會長的越來越小、外殼越來越厚,這會對食用貝類養殖產業造成很大的打擊。此外,溶解于海水中的二氧化碳還可能在某種條件下被重新釋放到大氣中,從而加劇溫室效應。
北冰洋夏季融池占全部海冰面積的40%-80%。隨著全球氣候變暖加劇,北冰洋海冰快速融化,融池數量將同步增加。北冰洋是全球海洋酸化最嚴重的區域。在北冰洋海域開展海洋酸化和融池相關研究非常迫切且意義重大。
底棲拖網:
聚焦極地海洋生存環境
考察作業途中最熱鬧的場景莫過于底棲生物拖網。拖網下部是特制的圓錐形網兜,上部則是鐵質的“嘴巴”。每次進行底棲生物拖網時,考察隊都會用船上的絞車鋼纜把拖網緩緩沉入海底,船以低速航行,帶動拖網緊貼著海底緩緩拖行。每當拖網“滿載而歸”,考察隊員們都會興奮地圍成一團,欣賞網中的海蟹、海星、深海魚等。
然而,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,底棲生物對生態系統的潛在變化有很好的指示作用,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影響作出預測。
據介紹,本次考察共完成了35次大型底棲生物拖網任務,在楚克奇海臺、門捷列夫海脊等海域的1000米左右水深捕獲了許多海星、海蛇尾等棘皮動物。