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第38次南极科考出征,回访江苏“探路者”
2021-11-10 10:12:00  来源:中国江苏网  
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中国江苏网讯(记者 杨频萍 张宣)11月5日,中国第38次南极科学考察队首批154名队员,搭乘“雪龙”号极地科学考察船从上海出征。上世纪80年代初,中国科学家第一次踏上南极洲,拉开了我国南极科学考察的序幕,此后每年都有中国科考队员在举国瞩目下,踏足那一片神奇的大陆。

12000公里的征途、冰天雪地的环境……我们为何要不断探索南极?《科技周刊》记者采访到连续参加了第32次、33次南极科考的两位队员——南京大学地理与海洋科学学院刘科老师和徐州市沛县气象局副局长段培法,请他们讲述所经历的极地科考之旅。

为何选择每年11月出发

从初涉南北极到建成多个考察站,中国正从极地考察大国向强国迈进,一代代中国科考人在极地绽放别样青春。2015年11月首次参加南极科考时,南京大学地理与海洋科学学院刘科老师还是博士一年级学生,当时,他跟随第32次南极考察队经历了长达5个月的南极之旅。次年的11月,他又跟随第33次南极考察队重返南极。

每年的11月份出发,直到第二年的4月返回,这几乎是中国历年南极科考的周期。这个时间有何特别之处?刘科告诉记者,因为此时正是南极的夏季。

“尽管南极是夏季,也比我们的冬天冷得多,大概只有零下30摄氏度到几度,但是这个时期的有效工作时间比冬季长了不少。”刘科说,南极圈的冬天是漫漫极夜,而夏至后是极昼,太阳虽有升落却一直挂在天上,考察队有充分的时间开展科考和建设工作。

考察队到达南极后,庞大的队伍就将分赴不同的站点。刘科介绍,中国南极科考站包括长城站、中山站、昆仑站和泰山站,以及在恩克斯堡岛在建的第5个科考站——罗斯海新站。其中,长城站、中山站、罗斯海新站这3个站点在南极的沿海。“大家有的在内陆冰盖区,有的在沿海的大洋区,根据任务的不同站点也不一样。”刘科说,中国南极科考队每次的重点也不一样,第38次科考的重点在大洋地区。

第38次科考将围绕应对全球气候变化,开展大气成分、水文气象、生态环境等科学调查工作,执行南大洋微塑料、海漂垃圾等新型污染物监测任务。

在开展大气监测方面,科考队也带上不同设备,刘科介绍,比如在冰盖内陆可以释放探空气球,获得不同高度的气温、风速、风向、气压和相对湿度;比如船载的温度盐度探测仪(CTD),放入大洋中可获得温度、盐度等数据;还有各种采样工具,抓取大洋的沉积物……刘科当时在中国南极昆仑站,主要采集的是冰芯样品。在南极采样是与时间赛跑,每一件获物都是科研人员眼中的“奇珍异宝”。

科考人收获了怎样的极致记忆

顶风冒雪,在南极工作的科考人是如何工作的?徐州市沛县气象局副局长段培法是江苏气象部门中第一个前往南极大陆科考的,2015年11月,段培法入选第32次南极科考队登上了“雪龙”号,历经一个月的旅程,段培法抵达入驻到南极中山站。

作为气象人,段培法深感南极自然环境的恶劣,一个是极寒,中山站历史极低温度是零下45.7摄氏度。而且风速大,一年大风日数140天左右,极大风速50.3米每秒,相当于15级大风。

酷寒却又灼热,这是南极留给段培法的第一个印象。南极年平均气温零下25摄氏度,紫外线强,科考队员在室外必须穿着“企鹅”服,戴着墨镜,才能御寒,避免皮肤与眼睛灼伤,“极昼期间由于没有白天黑夜的概念,我们完全靠手表安排作息,睡不着就强迫自己睡。”

但作为地球上少受人类影响的区域,南极对于人类研究全球气候变化来说,几乎是天然的实验室。段培法在南极中山站负责大气化学观测、大气臭氧观测、常规地面气象观测、温室气体样品采集、大气气溶胶样品采集及雪样采集等,观测任务十分繁重。

“南极受到人类的污染较少,所以空气非常纯洁,能反映出全球大气不受人类影响本体特征的变化,如甲烷和二氧化碳气体的含量。”段培法说,臭氧观测则使用的是专业设备,可以及时反映中山站上空的臭氧含量,通过对其常年持续观测,了解南极臭氧空洞变化情况,“这些变化可以帮助我们预测全球气候的走势。”

天气晴朗的时候,段培法就穿着橘黄色的“企鹅”服,艰难地行走在雪地里。“白雪的厚度没过大腿,每走一步都要把腿抬得很高,走起来很费劲。”段培法说,外出观测的时候最怕遇见风雪天,室外几十米远的气象观测百叶箱如果遇到大风天要走十几分钟,走起路来就像是背了一个四五十斤重的沙袋,而在南极这种大风天是常有的事。

令段培法印象最深的一次是遇到了暴风雪。“南极的暴风雪几乎没有什么征兆,说来就来。”段培法说。有一次,段培法只身一人冒着零下二三十摄氏度的严寒到天鹅岭校准仪器,走时天气晴好,等到折返时,才发现暴风雪已不期而至,“一下子就什么都看不到了,只能凭感觉确定方向。”段培法说,回去的路上许多地方还形成了1米多高的雪坝,最后还是摸爬滚打地翻越过去。而在这种暴风雪天气下观测,是段培法的常态。

“在南极,由于气候恶劣,很容易遇到仪器故障的问题。”段培法还记得,有一次,温室气体监测仪出现故障无法正常观测,他与中国气象科学研究院及有关仪器厂家沟通,寻找解决故障的办法,顺利解决温室气体监测仪故障,保证了宝贵科学数据的获取。

极地冰雪还深藏了多少秘密

如今的南极科考,虽然早已经不是探险时代,但仍然危机四伏。“南极的冰层有3000多米,冰裂隙的最大深度在1000-2000米。”刘科告诉记者,在恶劣气候下完成任务,队友们之间需要互助协作。

刘科所在的昆仑站的科考主要分为五大部分:深冰芯钻探;站区周边GPS点加密及复测;天文望远镜设备安装及更换;轧机场和昆仑站的内部设施完善及试运行等。刘科所在的9人组,主要任务是深冰芯钻探。

在昆仑站后方50米处的冰芯房,经过一年的风雪,门早已深埋在雪下了。“我挖一个3米的雪坑,至少需要3-4天,但机械师用扫雪机,2-3个小时就可以帮我搞定;测温度的队员需要把温度链放到地下10米,没有我们钻雪芯的队员协作,也是不可能完成的。”在昆仑站后方的冰芯房,刘科和队友们打出了第一支深冰芯,长度3.6米,所有参与打钻的队员都与这支冰芯合了影。

“我在南极参与的两次冰芯钻探,共打出深冰芯500多米,加上前面科考队的300多米,目前中国深冰芯长度已经达到800多米。”刘科自豪地表示,目前部分样品已经通过集装箱运回到上海中国极地研究中心。

在皑皑冰雪下取回的冰芯可以说是“无字天书”。刘科介绍说,大气中的各种物质会在大气环流的作用下传输到冰川上空,随后沉降在冰雪表面,被层层雪花掩盖住,最终形成冰芯,“南极冰芯中的气泡、宇宙成因的同位素等信息载体,都提供了气候变化的线索,冰芯记录了古代地球的气候变化,对科学家重建过去百万年的地球气候条件有着极大帮助。”

“古老典籍、树木年轮、黄土、深海沉积物都有气候的密码,但为何冰芯如此珍贵?”刘科说,古老典籍大多残破且难觅,大树最多不过记录千年,黄土分辨率不高且往往不连续,冰芯最长能记录数十万年,甚至200多万年。冰芯的研究价值不仅仅体现在气候方面,2016年,日本科学家还曾在南极冰芯中发现1000年前爆炸的超新星遗迹,震惊了天文学界。除了了解地球气候变迁、现代气候形成原因、自然地理环境演变,南极冰芯还能够帮助我们掌握地壳演化、矿产资源成因和分布。

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责编:马燕 崔欣
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