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新華社北京11月13日電 題:親歷我國最大規(guī)模北極科考
新華社記者劉詩平
從2025年7月“雪龍2”號極地科考破冰船從上海出發(fā),到10月底“探索三號”從北極回到海南三亞,中國第15次北冰洋科學(xué)考察順利完成。這次由四船共同實施的北極科考,是我國上世紀末開啟北極科考以來規(guī)模最大的一次。
考察重點和成果如何?北冰洋正在發(fā)生哪些變化?新華社記者隨船進行了采訪。
四船連發(fā),北極科考能力躍升
7月6日,“雪龍2”號搭載100名隊員從上海出發(fā),航向北極。隨后,“深海一號”“極地”號和“探索三號”載著近200名隊員北上。
“這是我國歷史上規(guī)模最大的北極科考。從1999年‘雪龍’號獨自參加,到2024年‘雪龍2’號和‘極地’號雙船同行,再到今年四船連發(fā)。15次北冰洋科考,能力逐步提升,內(nèi)容不斷豐富,學(xué)科交叉和融合日益增強。”本次考察隊領(lǐng)隊張北辰說。
執(zhí)行本次科考任務(wù)的4艘船,均為我國新造的先進科考船:
“雪龍2”號是全球首艘艏艉均可破冰作業(yè)的極地科考船,能在1.5米厚的冰層中破冰前行;
“深海一號”是7000米級“蛟龍”號載人潛水器母船,配有實驗室和無人纜控潛水器作業(yè)系統(tǒng);
“極地”號能破1米厚的當年冰,可同步完成多學(xué)科綜合科考任務(wù);
“探索三號”是全球首艘具有破冰能力的載人深潛作業(yè)母船,搭載的“奮斗者”號載人潛水器可實現(xiàn)全海深、全海域載人深潛。
“本次考察由四船共同實施,體現(xiàn)了我國極地考察能力的躍升!笨疾礻犑紫茖W(xué)家林龍山說,全球氣候變暖在北極地區(qū)呈現(xiàn)“放大效應(yīng)”,北極的自然狀況及其變化對我國氣候系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生直接影響,進而影響我國農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、航運等。
與由南大洋包圍南極大陸的南極地區(qū)不同,北極地區(qū)由亞歐大陸和北美大陸包圍北冰洋,周邊有俄羅斯、美國、加拿大、丹麥、挪威、瑞典、芬蘭和冰島8個國家。
“協(xié)同”是本次科考的突出特點!把2”號與“極地”號協(xié)同在北冰洋高緯度海域開展科考作業(yè),“雪龍2”號在冰區(qū)為“深海一號”破冰引航,“蛟龍”號與“奮斗者”號進行水下協(xié)同作業(yè)……
載人深潛“雙雄”——“蛟龍”號和“奮斗者”號首次來到北極。
與有破冰能力的“奮斗者”號母船“探索三號”不同,“蛟龍”號母船“深海一號”沒有破冰能力。對此,考察隊實行“雪龍2”號與“深海一號”協(xié)同作業(yè),“雪龍2”號破冰引航,抵達“蛟龍”號冰區(qū)下潛位置。
“蛟龍”號勇闖冰區(qū),實現(xiàn)我國首次北極冰區(qū)載人深潛,在北極海域成功完成10余次載人深潛。
與太平洋等較低緯度的大洋相比,北冰洋緯度高、氣候嚴寒、海冰密集、大霧頻繁出現(xiàn)。在這里下潛,面臨風(fēng)、浪、流、冰、霧、寒等復(fù)雜作業(yè)環(huán)境,需要選擇合適的下潛作業(yè)點和考慮浮冰漂浮等情況。
國家深;毓芾碇行母敝魅卧S學(xué)偉說,針對極地特殊環(huán)境,“蛟龍”號進行了極區(qū)適應(yīng)性改造,加裝了多波束以探測海面浮冰;加裝了二次拋載裝置,可控制潛水器上浮速度;提升了潛水器在極地下潛的水下導(dǎo)航及定位精度等。
“‘蛟龍’號在極地冰區(qū)下潛,驗證鋰電池、視像系統(tǒng)、捷聯(lián)慣導(dǎo)等國產(chǎn)化設(shè)備在極區(qū)復(fù)雜環(huán)境中的下潛作業(yè)能力,提升了潛水器在極區(qū)作業(yè)的自主性和安全性!痹S學(xué)偉說。
首次到達北冰洋高緯度地區(qū)的“奮斗者”號及其母船“探索三號”,實現(xiàn)了極區(qū)深潛科考作業(yè)的船載/潛載國產(chǎn)技術(shù)的突破。
中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所研究員黃曉霞表示,“探索三號”及“奮斗者”號開創(chuàng)了在北極密集冰區(qū)“船潛協(xié)同”的移動式冰潛新模式,在海冰不斷漂移的惡劣環(huán)境中實現(xiàn)了精準導(dǎo)引、安全上浮,大大增加了極區(qū)載人潛水器海底作業(yè)的時間和范圍,使我國成為目前世界上唯一在北極密集海冰區(qū)進行連續(xù)載人深潛的國家。
“奮斗者”號與“蛟龍”號在北冰洋實現(xiàn)水下聯(lián)合作業(yè),完成了雙潛器定位搜索、標志物互換、水下運動拍攝,創(chuàng)新了我國雙潛器冰下海底協(xié)同作業(yè)模式。
冰雪之下,生機勃勃
北冰洋人跡罕至,有的洋面常年冰雪覆蓋,很容易讓人以為這里是一個荒蕪的世界。
7月21日,“雪龍2”號開展大洋作業(yè)。隨后,“蛟龍”號和“奮斗者”號相繼到來。本次北極科考除了開展底棲和中層生物拖網(wǎng)等傳統(tǒng)調(diào)查方式之外,載人潛水器首次搭載科學(xué)家潛入海底調(diào)查,同時使用ROV(無人遙控潛水器)和Lander(海底生物影像觀測系統(tǒng))等設(shè)備開展底棲生物的可視化調(diào)查。
“‘蛟龍’號、ROV共下潛10余次,拍攝了大量珍貴的深海生物影像,‘蛟龍’號帶回了海蛇尾、海葵、海鞘、海蜘蛛等高完整度的生物樣品。”國家深;毓芾碇行闹硌芯繂T李夢娜說。
駕駛“蛟龍”號下潛作業(yè)的潛航員傅文韜、齊海濱和趙晟婭表示,與太平洋、印度洋和大西洋相比,“蛟龍”號所見的北冰洋調(diào)查海域生境獨特,普遍呈現(xiàn)底棲生物密度大、個體小、生物多樣性較高的特點。
“奮斗者”號40多次下潛作業(yè),在海冰覆蓋率大于80%的中央海盆進行國際上首次加克洋中脊的載人深潛科考,拍攝了多種生物及其環(huán)境的影像,采集了珍貴的生物樣品。
拖網(wǎng)作業(yè)獲取的豐富底棲生物樣品,同樣展現(xiàn)了一個多樣的海底生物世界。
自然資源部第三海洋研究所副研究員劉坤說,經(jīng)初步整理,“雪龍2”號開展的底拖作業(yè)獲得5000多個底棲生物樣品,涵蓋棘皮動物、腔腸動物、軟體動物、節(jié)肢動物、環(huán)節(jié)動物和苔蘚動物6個門類。
記者搭乘“雪龍2”號在北極楚科奇海北部海域目睹14個站位的底拖網(wǎng)作業(yè),看到每個站位獲取的生物樣品種類和數(shù)量各不相同,其中海星、雪蟹、海鰓、?约肮軛嗝愂亲鳂I(yè)海域的優(yōu)勢動物。
“筐蛇尾、長額蝦、雙眼鉤蝦、蛾螺等代表性生物也有發(fā)現(xiàn),這些底棲生物樣品為極地生態(tài)研究積累了珍貴的實物資源。”自然資源部第三海洋研究所高級工程師黃雅琴說。
本次北極科考首次按水深梯度在陸架—陸坡—深海剖面上布放Lander。獲取的影像資料顯示,生物群落結(jié)構(gòu)隨水深不同而呈現(xiàn)顯著差異:陸架和陸坡區(qū)以泥海星、傘狀海鰓等占優(yōu),深海盆地則出現(xiàn)了巨型海參——透明科爾加海參的高密度帶。
海洋底棲生物豐富多彩,中層水世界同樣充滿活力。“雪龍2”號在北冰洋開展中層生物拖網(wǎng)作業(yè),獲取豐富的中層生物樣品。
“這些中層生物樣品涵蓋魚、蝦、水母和橈足類等。其中,魚類樣品以燈籠魚為主!敝袊a(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所助理研究員許慶昌說。
先進裝備助力,新發(fā)現(xiàn)令人驚喜
CTD(溫鹽深剖面儀)采水,是北冰洋水體環(huán)境調(diào)查的主要手段。8月2日“雪龍2”號進行的CTD采水作業(yè),讓隊員們眼前一亮。
“我們在楚科奇海陸坡區(qū)進行的一次CTD采樣作業(yè),出現(xiàn)了令人驚訝的一幕:CTD在下降過程中,熒光探頭上的葉綠素值一路飆升,最高達到200毫克每立方米,是我國歷次北極科考作業(yè)中發(fā)現(xiàn)的最高值!弊匀毁Y源部第二海洋研究所副研究員郝鏘說。
郝鏘表示,北冰洋的這個水下葉綠素峰值極為尖銳,比表層值高100多倍,且位置和強度并不穩(wěn)定,葉綠素濃度數(shù)小時內(nèi)降幅可超過50%。這表明該葉綠素極高值似乎處于正在“崩解”的狀態(tài)中。
考察隊初步研判認為,這一現(xiàn)象很可能是“海雪”的前體,對理解“海雪”的形成機制及評估北極生物碳泵和深層食物網(wǎng)有重要的科學(xué)價值。
“蛟龍”號和“奮斗者”號載人潛水器,以及AUV(水下自主航行器)、ROV、Lander等先進裝備參與,極大地提升了考察數(shù)據(jù)的時空尺度,為深入研究前沿科學(xué)問題和更多新的發(fā)現(xiàn)提供保障。
在開展北冰洋“冰邊緣區(qū)”多學(xué)科調(diào)查時,本次考察首次按不同水深梯度和時間尺度布放多套Lander,結(jié)合多種取樣作業(yè)和鳥類、哺乳動物觀察,獲取了多要素、多層次、多時間和空間尺度的“冰邊緣區(qū)”調(diào)查數(shù)據(jù)。
劉坤表示,本次考察踩準了海冰初融這一關(guān)鍵窗口期:冰藻和有機顆粒開始迅速下沉,考察隊同步開展底拖網(wǎng)與箱式取樣器獲取樣品,把海冰融化“過程”與底棲生物“樣品”時間配對,由此識別“哪些底棲動物在吃”和“吃了多少”,從而有效評估北極海冰消退背景下底棲食物網(wǎng)的變化。
首次來到北極冰區(qū)的“蛟龍”號和“奮斗者”號,拍攝深海影像資料,采集珍貴的水體、沉積物、巖石和生物樣品。
“‘蛟龍’號載人潛水器的精細調(diào)查,有效提升了對北極深海生物多樣性分布規(guī)律、生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性機制等方面的科學(xué)認知。”許學(xué)偉說,經(jīng)初步研究發(fā)現(xiàn),北極部分海域底棲生物密度、生物多樣性、個體體型在幾十公里至上百公里空間范圍內(nèi)呈顯著差異,為揭示極地深海底棲生物的空間分布規(guī)律和評估氣候變化對深海底層生態(tài)系統(tǒng)的影響提供了有力支撐。
“奮斗者”號載著科學(xué)家下潛到最深達5277米的北冰洋海底。黃曉霞表示,“奮斗者”號采集的水體、沉積物、巖石、生物樣品和獲取的觀測數(shù)據(jù),將為深入研究北極氣候快速變化、北極超慢速擴張背景下加克洋中脊海底地質(zhì)過程、極區(qū)生命演化和適應(yīng)機制提供重要科學(xué)支撐。
海冰加速融化,北冰洋的生態(tài)系統(tǒng)正經(jīng)歷重組
再次置身北極,林龍山感嘆“北冰洋的海冰正在加速融化”。
“15年前我參加中國第4次北極科學(xué)考察時,高緯度地區(qū)有水道出現(xiàn),但水塘較少。這次在高緯度地區(qū)除了看到熟悉的水道外,發(fā)現(xiàn)了更多的水塘,說明海冰融化更多、更快了!绷铸埳秸f。
與第4次北極科考相比,一年冰比例在增多,多年冰比例在減少。海冰覆蓋度在15%至80%之間的水域,即“冰邊緣區(qū)”的范圍變廣、數(shù)量變多。
一些氣候監(jiān)測機構(gòu)發(fā)布的數(shù)據(jù),印證了林龍山的觀感。北極成為全球升溫最快的區(qū)域,海冰消失的速度在加快。
歐盟氣候監(jiān)測機構(gòu)哥白尼氣候變化服務(wù)局發(fā)布的報告顯示,今年3月是有記錄以來全球氣溫第二高的3月,北極海冰覆蓋范圍降到了有記錄以來的同期最低水平。
北極海冰面積3月為年度最大值,9月為年度最小值。監(jiān)測顯示,北極夏季海冰覆蓋面積持續(xù)縮小,2007年至2024年連續(xù)18年的9月為有記錄以來的歷史低值。其中,2012年9月達到334萬平方公里的歷史最低值。
當北冰洋的海冰覆蓋范圍不到100萬平方公里時,科學(xué)界稱之為北極的“無冰時代”。監(jiān)測顯示,隨著氣候變暖,海冰變少、變薄,北冰洋的夏季正從少冰時代走向無冰時代。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會的一份評估報告認為,北冰洋預(yù)計最早將在本世紀中葉前后出現(xiàn)夏季無冰。
劉坤表示,受氣候變暖等因素影響,越來越多的暖水性物種向北擴張,正在影響和改變北冰洋的生物分布格局。
“這次底棲生物調(diào)查成果和往年北極航次的樣品及數(shù)據(jù)聯(lián)動對比,將為揭示北極底棲生態(tài)系統(tǒng)如何響應(yīng)氣候變化提供關(guān)鍵支撐!秉S雅琴說。
許慶昌認為,氣候變化導(dǎo)致北冰洋海冰消融的時空范圍逐步擴大,公海海域正逐步變?yōu)榧竟?jié)性冰封水域,大片開闊水域逐步成為適航和潛在適漁水域,北極漁業(yè)發(fā)展正在出現(xiàn)一系列新的變化。
今年9月下旬,中歐北極集裝箱快航航線首艘貨船從寧波舟山港出發(fā),經(jīng)北極東北航道前往歐洲。20天后,貨船抵達英國弗利克斯托港。相較于蘇伊士運河航線、好望角航線,北極東北航道展現(xiàn)了明顯的時效優(yōu)勢。
海冰的廣泛存在,是北極東北航道這條世界最北貨運航線與其他遠洋航線最大的不同,也是影響貨輪航行的最大安全隱患。隨著全球氣候變暖,北極海冰加速消融,東北航道無冰的日子增多,可航行的時間變長,航行在這里的遠洋貨輪種類也在增多。
從中國首次北極科考時起,研究北極的快速變化及其生態(tài)、環(huán)境和氣候效應(yīng),以及北極的快速變化對我國氣候環(huán)境及經(jīng)濟社會的影響,便是歷次科考的一個主要目標。
張北辰說,中國北極科考不斷加強對北極地區(qū)!獨庀嗷プ饔玫难芯浚龠M應(yīng)對北極氣候變化的國際合作,穩(wěn)步增強認識北極、保護北極和利用北極的能力,從而更好地應(yīng)對北極環(huán)境和氣候變化帶來的挑戰(zhàn)。
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新華社北京11月13日電 題:親歷我國最大規(guī)模北極科考
新華社記者劉詩平
從2025年7月“雪龍2”號極地科考破冰船從上海出發(fā),到10月底“探索三號”從北極回到海南三亞,中國第15次北冰洋科學(xué)考察順利完成。這次由四船共同實施的北極科考,是我國上世紀末開啟北極科考以來規(guī)模最大的一次。
考察重點和成果如何?北冰洋正在發(fā)生哪些變化?新華社記者隨船進行了采訪。
四船連發(fā),北極科考能力躍升
7月6日,“雪龍2”號搭載100名隊員從上海出發(fā),航向北極。隨后,“深海一號”“極地”號和“探索三號”載著近200名隊員北上。
“這是我國歷史上規(guī)模最大的北極科考。從1999年‘雪龍’號獨自參加,到2024年‘雪龍2’號和‘極地’號雙船同行,再到今年四船連發(fā)。15次北冰洋科考,能力逐步提升,內(nèi)容不斷豐富,學(xué)科交叉和融合日益增強。”本次考察隊領(lǐng)隊張北辰說。
執(zhí)行本次科考任務(wù)的4艘船,均為我國新造的先進科考船:
“雪龍2”號是全球首艘艏艉均可破冰作業(yè)的極地科考船,能在1.5米厚的冰層中破冰前行;
“深海一號”是7000米級“蛟龍”號載人潛水器母船,配有實驗室和無人纜控潛水器作業(yè)系統(tǒng);
“極地”號能破1米厚的當年冰,可同步完成多學(xué)科綜合科考任務(wù);
“探索三號”是全球首艘具有破冰能力的載人深潛作業(yè)母船,搭載的“奮斗者”號載人潛水器可實現(xiàn)全海深、全海域載人深潛。
“本次考察由四船共同實施,體現(xiàn)了我國極地考察能力的躍升!笨疾礻犑紫茖W(xué)家林龍山說,全球氣候變暖在北極地區(qū)呈現(xiàn)“放大效應(yīng)”,北極的自然狀況及其變化對我國氣候系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生直接影響,進而影響我國農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、航運等。
與由南大洋包圍南極大陸的南極地區(qū)不同,北極地區(qū)由亞歐大陸和北美大陸包圍北冰洋,周邊有俄羅斯、美國、加拿大、丹麥、挪威、瑞典、芬蘭和冰島8個國家。
“協(xié)同”是本次科考的突出特點。“雪龍2”號與“極地”號協(xié)同在北冰洋高緯度海域開展科考作業(yè),“雪龍2”號在冰區(qū)為“深海一號”破冰引航,“蛟龍”號與“奮斗者”號進行水下協(xié)同作業(yè)……
載人深潛“雙雄”——“蛟龍”號和“奮斗者”號首次來到北極。
與有破冰能力的“奮斗者”號母船“探索三號”不同,“蛟龍”號母船“深海一號”沒有破冰能力。對此,考察隊實行“雪龍2”號與“深海一號”協(xié)同作業(yè),“雪龍2”號破冰引航,抵達“蛟龍”號冰區(qū)下潛位置。
“蛟龍”號勇闖冰區(qū),實現(xiàn)我國首次北極冰區(qū)載人深潛,在北極海域成功完成10余次載人深潛。
與太平洋等較低緯度的大洋相比,北冰洋緯度高、氣候嚴寒、海冰密集、大霧頻繁出現(xiàn)。在這里下潛,面臨風(fēng)、浪、流、冰、霧、寒等復(fù)雜作業(yè)環(huán)境,需要選擇合適的下潛作業(yè)點和考慮浮冰漂浮等情況。
國家深;毓芾碇行母敝魅卧S學(xué)偉說,針對極地特殊環(huán)境,“蛟龍”號進行了極區(qū)適應(yīng)性改造,加裝了多波束以探測海面浮冰;加裝了二次拋載裝置,可控制潛水器上浮速度;提升了潛水器在極地下潛的水下導(dǎo)航及定位精度等。
“‘蛟龍’號在極地冰區(qū)下潛,驗證鋰電池、視像系統(tǒng)、捷聯(lián)慣導(dǎo)等國產(chǎn)化設(shè)備在極區(qū)復(fù)雜環(huán)境中的下潛作業(yè)能力,提升了潛水器在極區(qū)作業(yè)的自主性和安全性!痹S學(xué)偉說。
首次到達北冰洋高緯度地區(qū)的“奮斗者”號及其母船“探索三號”,實現(xiàn)了極區(qū)深潛科考作業(yè)的船載/潛載國產(chǎn)技術(shù)的突破。
中國科學(xué)院深?茖W(xué)與工程研究所研究員黃曉霞表示,“探索三號”及“奮斗者”號開創(chuàng)了在北極密集冰區(qū)“船潛協(xié)同”的移動式冰潛新模式,在海冰不斷漂移的惡劣環(huán)境中實現(xiàn)了精準導(dǎo)引、安全上浮,大大增加了極區(qū)載人潛水器海底作業(yè)的時間和范圍,使我國成為目前世界上唯一在北極密集海冰區(qū)進行連續(xù)載人深潛的國家。
“奮斗者”號與“蛟龍”號在北冰洋實現(xiàn)水下聯(lián)合作業(yè),完成了雙潛器定位搜索、標志物互換、水下運動拍攝,創(chuàng)新了我國雙潛器冰下海底協(xié)同作業(yè)模式。
冰雪之下,生機勃勃
北冰洋人跡罕至,有的洋面常年冰雪覆蓋,很容易讓人以為這里是一個荒蕪的世界。
7月21日,“雪龍2”號開展大洋作業(yè)。隨后,“蛟龍”號和“奮斗者”號相繼到來。本次北極科考除了開展底棲和中層生物拖網(wǎng)等傳統(tǒng)調(diào)查方式之外,載人潛水器首次搭載科學(xué)家潛入海底調(diào)查,同時使用ROV(無人遙控潛水器)和Lander(海底生物影像觀測系統(tǒng))等設(shè)備開展底棲生物的可視化調(diào)查。
“‘蛟龍’號、ROV共下潛10余次,拍攝了大量珍貴的深海生物影像,‘蛟龍’號帶回了海蛇尾、?⒑G、海蜘蛛等高完整度的生物樣品!眹疑詈;毓芾碇行闹硌芯繂T李夢娜說。
駕駛“蛟龍”號下潛作業(yè)的潛航員傅文韜、齊海濱和趙晟婭表示,與太平洋、印度洋和大西洋相比,“蛟龍”號所見的北冰洋調(diào)查海域生境獨特,普遍呈現(xiàn)底棲生物密度大、個體小、生物多樣性較高的特點。
“奮斗者”號40多次下潛作業(yè),在海冰覆蓋率大于80%的中央海盆進行國際上首次加克洋中脊的載人深潛科考,拍攝了多種生物及其環(huán)境的影像,采集了珍貴的生物樣品。
拖網(wǎng)作業(yè)獲取的豐富底棲生物樣品,同樣展現(xiàn)了一個多樣的海底生物世界。
自然資源部第三海洋研究所副研究員劉坤說,經(jīng)初步整理,“雪龍2”號開展的底拖作業(yè)獲得5000多個底棲生物樣品,涵蓋棘皮動物、腔腸動物、軟體動物、節(jié)肢動物、環(huán)節(jié)動物和苔蘚動物6個門類。
記者搭乘“雪龍2”號在北極楚科奇海北部海域目睹14個站位的底拖網(wǎng)作業(yè),看到每個站位獲取的生物樣品種類和數(shù)量各不相同,其中海星、雪蟹、海鰓、?约肮軛嗝愂亲鳂I(yè)海域的優(yōu)勢動物。
“筐蛇尾、長額蝦、雙眼鉤蝦、蛾螺等代表性生物也有發(fā)現(xiàn),這些底棲生物樣品為極地生態(tài)研究積累了珍貴的實物資源!弊匀毁Y源部第三海洋研究所高級工程師黃雅琴說。
本次北極科考首次按水深梯度在陸架—陸坡—深海剖面上布放Lander。獲取的影像資料顯示,生物群落結(jié)構(gòu)隨水深不同而呈現(xiàn)顯著差異:陸架和陸坡區(qū)以泥海星、傘狀海鰓等占優(yōu),深海盆地則出現(xiàn)了巨型海參——透明科爾加海參的高密度帶。
海洋底棲生物豐富多彩,中層水世界同樣充滿活力!把2”號在北冰洋開展中層生物拖網(wǎng)作業(yè),獲取豐富的中層生物樣品。
“這些中層生物樣品涵蓋魚、蝦、水母和橈足類等。其中,魚類樣品以燈籠魚為主。”中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所助理研究員許慶昌說。
先進裝備助力,新發(fā)現(xiàn)令人驚喜
CTD(溫鹽深剖面儀)采水,是北冰洋水體環(huán)境調(diào)查的主要手段。8月2日“雪龍2”號進行的CTD采水作業(yè),讓隊員們眼前一亮。
“我們在楚科奇海陸坡區(qū)進行的一次CTD采樣作業(yè),出現(xiàn)了令人驚訝的一幕:CTD在下降過程中,熒光探頭上的葉綠素值一路飆升,最高達到200毫克每立方米,是我國歷次北極科考作業(yè)中發(fā)現(xiàn)的最高值!弊匀毁Y源部第二海洋研究所副研究員郝鏘說。
郝鏘表示,北冰洋的這個水下葉綠素峰值極為尖銳,比表層值高100多倍,且位置和強度并不穩(wěn)定,葉綠素濃度數(shù)小時內(nèi)降幅可超過50%。這表明該葉綠素極高值似乎處于正在“崩解”的狀態(tài)中。
考察隊初步研判認為,這一現(xiàn)象很可能是“海雪”的前體,對理解“海雪”的形成機制及評估北極生物碳泵和深層食物網(wǎng)有重要的科學(xué)價值。
“蛟龍”號和“奮斗者”號載人潛水器,以及AUV(水下自主航行器)、ROV、Lander等先進裝備參與,極大地提升了考察數(shù)據(jù)的時空尺度,為深入研究前沿科學(xué)問題和更多新的發(fā)現(xiàn)提供保障。
在開展北冰洋“冰邊緣區(qū)”多學(xué)科調(diào)查時,本次考察首次按不同水深梯度和時間尺度布放多套Lander,結(jié)合多種取樣作業(yè)和鳥類、哺乳動物觀察,獲取了多要素、多層次、多時間和空間尺度的“冰邊緣區(qū)”調(diào)查數(shù)據(jù)。
劉坤表示,本次考察踩準了海冰初融這一關(guān)鍵窗口期:冰藻和有機顆粒開始迅速下沉,考察隊同步開展底拖網(wǎng)與箱式取樣器獲取樣品,把海冰融化“過程”與底棲生物“樣品”時間配對,由此識別“哪些底棲動物在吃”和“吃了多少”,從而有效評估北極海冰消退背景下底棲食物網(wǎng)的變化。
首次來到北極冰區(qū)的“蛟龍”號和“奮斗者”號,拍攝深海影像資料,采集珍貴的水體、沉積物、巖石和生物樣品。
“‘蛟龍’號載人潛水器的精細調(diào)查,有效提升了對北極深海生物多樣性分布規(guī)律、生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性機制等方面的科學(xué)認知。”許學(xué)偉說,經(jīng)初步研究發(fā)現(xiàn),北極部分海域底棲生物密度、生物多樣性、個體體型在幾十公里至上百公里空間范圍內(nèi)呈顯著差異,為揭示極地深海底棲生物的空間分布規(guī)律和評估氣候變化對深海底層生態(tài)系統(tǒng)的影響提供了有力支撐。
“奮斗者”號載著科學(xué)家下潛到最深達5277米的北冰洋海底。黃曉霞表示,“奮斗者”號采集的水體、沉積物、巖石、生物樣品和獲取的觀測數(shù)據(jù),將為深入研究北極氣候快速變化、北極超慢速擴張背景下加克洋中脊海底地質(zhì)過程、極區(qū)生命演化和適應(yīng)機制提供重要科學(xué)支撐。
海冰加速融化,北冰洋的生態(tài)系統(tǒng)正經(jīng)歷重組
再次置身北極,林龍山感嘆“北冰洋的海冰正在加速融化”。
“15年前我參加中國第4次北極科學(xué)考察時,高緯度地區(qū)有水道出現(xiàn),但水塘較少。這次在高緯度地區(qū)除了看到熟悉的水道外,發(fā)現(xiàn)了更多的水塘,說明海冰融化更多、更快了!绷铸埳秸f。
與第4次北極科考相比,一年冰比例在增多,多年冰比例在減少。海冰覆蓋度在15%至80%之間的水域,即“冰邊緣區(qū)”的范圍變廣、數(shù)量變多。
一些氣候監(jiān)測機構(gòu)發(fā)布的數(shù)據(jù),印證了林龍山的觀感。北極成為全球升溫最快的區(qū)域,海冰消失的速度在加快。
歐盟氣候監(jiān)測機構(gòu)哥白尼氣候變化服務(wù)局發(fā)布的報告顯示,今年3月是有記錄以來全球氣溫第二高的3月,北極海冰覆蓋范圍降到了有記錄以來的同期最低水平。
北極海冰面積3月為年度最大值,9月為年度最小值。監(jiān)測顯示,北極夏季海冰覆蓋面積持續(xù)縮小,2007年至2024年連續(xù)18年的9月為有記錄以來的歷史低值。其中,2012年9月達到334萬平方公里的歷史最低值。
當北冰洋的海冰覆蓋范圍不到100萬平方公里時,科學(xué)界稱之為北極的“無冰時代”。監(jiān)測顯示,隨著氣候變暖,海冰變少、變薄,北冰洋的夏季正從少冰時代走向無冰時代。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會的一份評估報告認為,北冰洋預(yù)計最早將在本世紀中葉前后出現(xiàn)夏季無冰。
劉坤表示,受氣候變暖等因素影響,越來越多的暖水性物種向北擴張,正在影響和改變北冰洋的生物分布格局。
“這次底棲生物調(diào)查成果和往年北極航次的樣品及數(shù)據(jù)聯(lián)動對比,將為揭示北極底棲生態(tài)系統(tǒng)如何響應(yīng)氣候變化提供關(guān)鍵支撐!秉S雅琴說。
許慶昌認為,氣候變化導(dǎo)致北冰洋海冰消融的時空范圍逐步擴大,公海海域正逐步變?yōu)榧竟?jié)性冰封水域,大片開闊水域逐步成為適航和潛在適漁水域,北極漁業(yè)發(fā)展正在出現(xiàn)一系列新的變化。
今年9月下旬,中歐北極集裝箱快航航線首艘貨船從寧波舟山港出發(fā),經(jīng)北極東北航道前往歐洲。20天后,貨船抵達英國弗利克斯托港。相較于蘇伊士運河航線、好望角航線,北極東北航道展現(xiàn)了明顯的時效優(yōu)勢。
海冰的廣泛存在,是北極東北航道這條世界最北貨運航線與其他遠洋航線最大的不同,也是影響貨輪航行的最大安全隱患。隨著全球氣候變暖,北極海冰加速消融,東北航道無冰的日子增多,可航行的時間變長,航行在這里的遠洋貨輪種類也在增多。
從中國首次北極科考時起,研究北極的快速變化及其生態(tài)、環(huán)境和氣候效應(yīng),以及北極的快速變化對我國氣候環(huán)境及經(jīng)濟社會的影響,便是歷次科考的一個主要目標。
張北辰說,中國北極科考不斷加強對北極地區(qū)!獨庀嗷プ饔玫难芯,促進應(yīng)對北極氣候變化的國際合作,穩(wěn)步增強認識北極、保護北極和利用北極的能力,從而更好地應(yīng)對北極環(huán)境和氣候變化帶來的挑戰(zhàn)。
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