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中国北极科学考察队

中国北极科学考察队,是指中国科学家在北极所进行的科学考察活动的队伍。2012年8月24日,中国科学家在北极高纬地区发现新型污染物。

2020年7月15日,中国第11次北极科学考察队乘坐雪龙2号极地考察船极地科学考察船从上海出发,执行科学考察任务。2021年9月28日,中国第12次北极科学考察队乘坐“雪龙2”号极地科学考察船,顺利返回位于上海市的中国极地考察国内基地码头,中国第12次北极科学考察圆满完成。

2023年7月26日下午,经过15天的海上航行,中国第13次北冰洋科学考察队抵达位于楚科奇海的首个作业站点,正式开始了大洋科考作业。北京时间8月2日1时50分,中国第13次北冰洋科学考察首个全部完成的作业项目产生。2023年9月,雪龙2号极地考察船科考破冰船已在返航途中,本次考察队首次应用合成孔径雷达对北冰洋海冰进行了现场观测。

考察背景

北极地区作为地球上独特的地域,具有独特的地缘优势、丰富的资源储量、重要的科研价值以及潜在的军事战略潜力,使其在全球战略中占据重要地位。近年来,北极地区的气候环境快速变化,海冰消融加速,使其成为全球气候变化研究的前沿领域,吸引了全球科学家的广泛关注。这也导致相关国家高度关注北极事务,并采取一系列举措,推动北极资源的开发利用,包括油气勘探、生物资源勘探、商业航运等,以谋求北极地区在政治和经济上的最大化利益。

队伍成立

早期探索

中国在1999年、2003年和2008年先后展开了三次北极多学科综合考察,系统观测了北极地区的海冰、海洋和大气变化情况。这些考察旨在深入探讨北极变化与中国气候的相互关系,为中国在极地科学领域的研究奠定基础。

第四次

2010年7月1日,中国第四次北极科学考察队启程前往北冰洋区域,执行科学考察使命。此次考察为中国继1999年、2003年和2008年三次北极科学考察之后的第四次,是历次考察中时间最长、人员最多的一次。考察队由来自20多个单位的科研人员、后勤保障人员、媒体记者和“雪龙”号船员组成。此外,还特邀了来自美国、法国芬兰爱沙尼亚韩国的7名科学家参与,共计考察队伍122人。

中国第四次北极科学考察队成功履行了科学考察任务。2010年9月20日上午,他们乘坐“雪龙”号极地科学考察船在荣誉中返回浦东新区的中国极地考察国内基地码头。

中国第四次北极科学考察历时82天,是中国历次北极考察中时间最长的一次。在此期间,“雪龙”号极地科学考察船总航行超过12,000海里,最北达到北纬88度26分,创下中国航海史上的新纪录。此次北极科学考察专注于两大核心科学目标:北冰洋冰快速变化以及北极海洋生态系统对海冰快速变化的响应。考察团队共完成了135个海洋站位的综合调查,进行了1个长期冰站的海冰气综合考察,开展了8个短期冰站的考察,以及进行了1个位于北极点的观测。考察范围涵盖了白令海白令海峡楚科奇海加拿大海盆、门捷列夫海脊、弗莱彻深海平原海域、北极点等海域。考察航程南北纵贯达到2300海里,东西横跨1100海里,所涵盖的范围之广、研究内容之全面、获取的数据和样本之丰富,以及到达的纬度之高,均在中国历次北极科学考察中创下了新的纪录。

第五次

2012年8月24日,参与中国第五次北极科学考察的科学家们宣布最新研究成果,发现在北极高纬度海区首次出现了一些新型溴代阻燃剂、全氟烷基化合物等有毒有害物质。这些新型持久性有害污染物具有致畸、致癌以及内分泌干扰等特性,对生物和人类健康可能产生不良影响。这些发现凸显了对北极地区环境和生态系统的关注的必要性。自中国开展北极科考以来,尤其是在2008年和2010年进行的第三次和第四次北极科考后,科学家们在海洋大气化学等多个学科领域获得了大量重要样品。通过后续的样品处理和数据分析,科学家们初步得出结论,北极地区的污染程度总体上呈下降趋势。

第六次

2014年9月10日,伴随着R1断面水文站作业的完成,中国第六次北极科学考察队于当日顺利圆满完成了北冰洋的科考任务。考察船“雪龙”号驶离了位于北纬66度33分的北极圈,启程返回国内。在北冰洋科考的过程中,考察船“雪龙”号曾达到最高地理位置,位于北纬81度11分50秒、西经156度30分52秒。此次北极考察在区域内共完成了53个综合考察站位、7个短期冰站以及1个长期冰站的考察,同时还开展了地球物理学的科考作业。考察队的首席科学家潘增弟表示,北冰洋海域的科考任务得到了充分的超额完成,且取得了丰富的成果。特别是在加拿大海盆的考察期间,考察队在约3900米的海深处成功布放了一套沉积物捕获器锚系潜标,这次成功布放是继中国第三次北极考察之后的又一次重要进展。

地球物理考察在本次北冰洋科考中占据重要地位。考察队成员进行了地球物理学上的实验,包括在北冰洋海底展开所谓的“风筝”式观测,这是中国首次在加拿大海盆进行近海底磁力测量。考察队在科考过程中利用携带的海豚直升机完成了国内首次的海冰浮标布放,其中包括海冰温度链浮标和海冰漂移浮标,总共布放了4组。这一布放方式采用“雪龙”号停船位置为中心,等距离四边形布置于不同方位的浮冰上,并在冰站上设置冰浮标,最终构成了冰漂移浮标阵列。这一冰漂移浮标阵列的建立为更深入、全面地了解海冰的形变过程,研究北极海冰的变化特点和规律提供了重要手段之一。这项技术的引入打破了过去中国在北极地区布放单个零散冰浮标、观测单一海冰漂移轨迹的模式。

第八次

2017年9月23日,中国第八次北极科学考察队在完成楚科奇海最终的站位作业后,经由白令海峡进入白令海,成功圆满地实现了首次的环北冰洋考察。此次环北冰洋考察中,中国科考队不仅在北冰洋的公海区域首次顺中央航道进行全程科学调查,还在白令海、楚科奇海、北欧海等多个海域进行了系统的专业化考察,同时弥补了中国在拉布拉多海巴芬湾等地区的调查空白。在本次考察中,科考队共实施了7个海冰站位和49个海洋站位的作业,展开了跨足海洋基础环境、海冰、生物多样性以及海洋塑料垃圾等多个要素的综合性调查。考察队员收集了丰富的冰芯、岩心以及生物样品,同时获取了大量关于大气、海冰以及海洋的观测数据和影像材料。这一系列的工作不仅有助于推进中国北极领域的专业化调查体系建设,更为北极航道以及生态环境的全面系统分析与评估提供了珍贵的第一手资料。

第九次

2018年7月20日,中国第九次北极科学考察正式启动。此次考察的重点区域包括白令海白令海峡楚科奇海、西北太平洋、夹克而洋中脊以及北冰洋中央海区。科学考察的范围涵盖了海洋气象、水文、声学化学、生物、渔业、地质和地球物理学等多学科领域的综合考察。

2018年8月11日凌晨6时左右,由29名考察队员乘坐“雪龙”号极地科考船搭载的“黄河”艇成功抵达考察区域。此次短期冰站考察是一项多学科联合作业,考察队员在约6小时内成功完成了多项科考作业,包括海冰物质平衡浮标的布放、海冰物理冰芯的采集、海冰温度链浮标的布放、光学观测、生物和化学冰雪样品的采集等。

2018年8月25日,由中国自然资源部组织的第九次北极科学考察队在北纬84度24分、西经156度06分的北冰洋海域完成了第九个短期冰站的作业,标志着本次北极考察的冰站作业全部完成。

2018年9月26日,中国第九次北极科学考察队顺利完成了考察任务,历时69天。考察队在此次任务中实施了88个海洋综合站位和10个冰站的考察。值得一提的是,本次考察不仅冰站数量创历次北极考察之最,还首次成功布放了中国自主研发的“无人冰站”等无人值守观测装备,为北极科学研究提供了更多的观测数据和资料。

第十一次

自然资源部组织的中国第11次北极科学考察队于2020年7月15日启程,乘坐雪龙2号极地考察船极地科学考察船从上海出发,开展科学考察任务。此次考察标志着“雪龙2”号首次承担北极科学考察任务,此前曾成功完成南极洲首航任务。中国第11次北极科学考察的主要目标包括全球气候变化应对、北极综合环境调查以及北极业务化观监测体系构建等内容。考察将在楚科奇海台、加拿大海盆和北冰洋中心区等北极公海海域进行,涵盖了走航观测、断面综合调查和冰站考察等方式。重点考察任务包括北冰洋中心区的综合调查、北冰洋生物多样性与生态系统研究、海洋酸化和化学环境调查、新型污染物监测以及海冰气相互作用观测等。

此次考察旨在提升中国对北极气候变化的认知水平,获取北极海洋水文、气象、化学、生物、地质和地球物理学等多方面的数据资料,为北极海冰变化的前沿科学研究、北极环境气候的综合评价以及北冰洋中心区环境的综合评估提供坚实的基础。雪龙2号极地考察船的预计航程为1.2万海里,计划于2020年9月下旬返回上海,从而完成本次北极科学考察任务。

第十二次

2021年9月28日,中国第12次北极科学考察队乘坐“雪龙2”号极地科学考察船,成功回到上海市的中国极地考察国内基地码头,标志着中国第12次北极科学考察取得圆满成功。这次考察是“十四五”期间中国首次组织开展的北极科学考察活动。整个考察队伍于7月12日从上海启程,历时79天,航行距离达到1.4万海里。

第十三次

2023年7月12日上午10时左右,中国第13次北冰洋科学考察队乘坐雪龙2号极地考察船极地科考破冰船自上海启程,正式展开考察任务。截至7月20日的报道显示,“雪龙2”号船已进入太平洋水域。在同年7月,考察队搭乘“雪龙2”号极地科考破冰船,成功在白令海公海海域完成首次大洋科考作业演练。北京时间7月24日16时34分,中国第13次北冰洋科学考察队穿越北极圈,进入北极海域航行。预计“雪龙2”号将于7月26日抵达楚科奇海盆,届时考察队将正式开始大洋科考作业。经过15天的海上航行,于7月26日下午,中国第13次北冰洋科学考察队抵达位于楚科奇海的首个作业站点,正式开展大洋科考作业。首站作业历时约5小时30分钟,于当天22时30分左右顺利结束,基本涵盖了本次北冰洋科考的大部分常规作业项目。而在北京时间8月2日凌晨1时50分左右,第10个站位的海洋光学调查在雪龙2号极地考察船极地科考破冰船的甲板上完成,这标志着由自然资源部组织的中国第13次北冰洋科学考察成功完成了首个全部作业项目。2023年9月,“雪龙2”号科考破冰船已在返航途中。在本次北冰洋科考期间,考察队的一项重要任务,就是寻找合适的海冰区域作为“冰站”进行作业。“雪龙2”号在进入北纬84度后,发现了适合较长时期冰上作业的浮冰,于是就在这里建立起长期冰站,多项科考项目也首次在北冰洋展开。本次考察队还首次应用合成孔径雷达对北冰洋海冰进行了现场观测。

考察目的

作为地理位置接近北极地区的国家,中国受到北极气候变化的直接和间接影响。北极地区的气候变化不仅影响中国的气候和环境,还引起国际社会的广泛关注。此外,北极海冰快速变化对航道的影响以及北极环境的保护问题也日益受到国际关注。因此,有必要加强对北冰洋关键海域的科学考察。通过对北极地区的深入研究,可以为中国极地事业的发展提供更坚实的基础,同时也为维护北极地区的和平、稳定和可持续发展做出贡献。

科研成果

团队装备

中国开展极地科学考察事业27年来,一共使用过三代考察船,分别为中国远望4号测量船、“极地”号和“雪龙”号。27年来中国这三代极地考察船南冰洋海洋调查总时间,还不及美国1艘考察船1年的调查时间。“雪龙”号的破冰能力不足,也难以满足南极科考需要。

1984年,中国首次开展南极考察使用的是“向阳红10”号,这是一艘满载排水量为13000吨的普通船只,无破冰能力。1986年,中国南极洲考察开始使用“极地”号科学考察船,这艘船原系芬兰劳马船厂建造的一艘具有1A级抗冰能力的货船,中国购进后改装成南极科学考察船,在完成了6个南极航次考察任务后,于1994年退役。

1993年,中国从乌克兰购来了“雪龙”号极地科学考察船,该船全长167米、满载排水21000吨,配备了现代化的航行、定位和导航系统,具备以1.5节航速连续破冰1.1米(含0.2米厚的雪)的能力,可搭乘科考队员120人,主要承担了南极洲考察站物资补给运输、科考队员的交替和南北极大洋调查等三大任务。

根据设计规划,中国新建的极地科学考察破冰船将采用国际先进的最优船型设计,电力推进系统,破冰等级为PC3(即在两极水域混有陈冰的次年海冰中,破冰厚度不低于1.5米海冰加0.2米雪),连续破冰速度2-3节;舶总尺度为长100米-120米、宽20米-24米,最大吃水9米,轻载排水量8000吨级,续航力20000海里,载员90人,自持力60天,能满足南北两极海域航行和绿色环保要求。据介绍,在科学调查功能设计上,将充分考虑系统性、兼容性和柔性,涵盖物理海洋、海洋化学、海洋生物、海洋地质、海洋地球物理、大气科学等众多专业,同时具备一定的考察站后勤物资补给能力。

参考资料

China completes 12th Arctic scientific expedition.China.org.cn.2023-08-13

原创 对话中国北极科考第一人位梦华:生死只在一瞬间|“致知100人”16期.搜狐.2023-08-13

中国科学家在北极高纬度地区发现新型污染物.中国天气网.2023-08-13

我国开展第11次北极科学考察.新华网.2023-08-13

中国第12次北极科学考察圆满完成.中华人民共和国中央人民政府.2023-08-13

中国第13次北冰洋科学考察队正式开始大洋科考作业.百家号.2023-08-13

中国第13次北冰洋科考首个全部完成的作业项目产生.百家号.2023-08-13

我国北冰洋科学考察队首次应用合成孔径雷达现场观测北冰洋海冰.环球网-今日头条.2023-09-21

403 Forbidden.中国政府网.2023-08-13

中国第四次北极考察队即将出征.新浪网.2023-08-13

中国第四次北极科学考察队载誉凯旋.中华人民共和国中央人民政府.2023-08-13

我国第六次北极科考队启程回国.新浪网.2023-08-13

中国完成首次环北冰洋考察 助推“冰上丝绸之路”建设.中国一带一路网.2023-08-13

专访:推动北极科学考察 助力极地强国建设——访中国第九次北极科考队首席科学家魏泽勋.中华人民共和国中央人民政府.2023-08-13

中国北极科考队开展冰站作业.新华网.2023-08-13

中国第九次北极科考队结束冰站作业.新华网.2023-08-13

中国第9次北极科学考察队完成任务顺利返沪 取得多项突破性成果.央广网.2023-08-13

中国第13次北冰洋科学考察队将于明天启航.百家号.2023-08-13

中国第13次北冰洋科学考察队今天起航.界面新闻.2023-08-13

中国第13次北冰洋科考航程顺利 “雪龙2”号已驶入太平洋.央视网.2023-08-13

中国第13次北冰洋科学考察队完成首次大洋科考作业演练.百家号.2023-08-13

中国第13次北冰洋科学考察队穿越北极圈.光明科技.2023-08-13

中国第13次北冰洋科学考察队穿越北极圈.百家号.2023-08-13

专访:北极科考圆满收官 为极地事业发展夯实基础——访中国第九次北极科考队领队朱建钢.中华人民共和国中央人民政府.2023-08-13

细数我国历代极地科考船“家谱”.中国海洋发展研究中心.2023-08-13