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向极地进发 精选

已有 6162 次阅读 2022-12-31 09:01 |个人分类:科学随笔|系统分类:科普集锦

   在世界地图或者地球仪上,最南和最北处,分别由一块大陆和一片海洋,对我们遥远又陌生,它们是南极洲与北冰洋。南极洲很大,加上周围的岛屿,面积一共有1400多万平方公里,比我国大陆面积和海洋面积之和还要大。北冰洋被亚洲、欧洲和北美洲的北侧所环绕,面积略小,但也超过了1300万平方公里。过去很长时间,它们一度是神秘莫测之地。但随着人类极地科考的进展,逐渐发现这两处区域不但对研究全球气候变化具有重大意义,还蕴藏着丰富的自然资源,以及独特的科研、战略价值。我国极地科考起步晚,但进步很快,目前已经成了世界极地科考队伍中一只不可忽视的“中国力量”。回顾我国极地科考的几个关键足迹,铭记那些向极地进发的峥嵘岁月。

一、破冰——建立中国南极长城站

1长城站站名.jpg


1997年,时任国家主席江泽民为长城站题写站名

1985年2月20日,中国南极长城站在乔治王岛上举行落成典礼。那天大雪

纷飞,岛上银装素裹,四百多位中华儿女在寒风中伫立,等待一个激动人心的时刻。上午10时整,在嘹亮的国歌声中,一位头戴长檐帽、身穿羽绒服的50岁男子亲手将一面五星红旗冉冉升起。他叫郭琨,是南极长城站的首任站长。南极长城站的落成,揭开了我国极地科考的新篇章。正如专程从国内赶到现场的国家南极考察委员会主任武衡在宣读国务院的贺电所说的:

  中国南极长城站的建成,填补了我国科学事业的一项空白,标志着我国极地考察事业发展到一个新的阶段,为我国进一步加速国际科学技术交流与合作、和平利用南极,造福于人类奠定了基础。

我国对南极科考意识的萌芽,发端于1977年5月。当时国家海洋局提出了“查清中国海、进军三大洋、登上南极洲”三大目标,由此南极科考进入了国家行为的议事日程。1981年5月,我国南极科考的领导机构——国家南极考察委员会成立,由国家科委副主任武衡担任主任,开始筹划南极科考工作。

南极科考的终极目标,是在南极建立科考站,以其为依托进行全方位的科学考察。但是由于我们是白手起家,在建立科考站之前,需要实施“走出去、请进来”的战略,什么意思呢?就是派考察团走出去,学习南极科考先行国家的先进经验,甚至派专家前往别的国家建成的南极科考站驻站合作;与此同时,请国外有经验的科考专家到国内进行学术交流,提供指导和帮助。所有这些,为我国独立开展南极科考打下了基础。

在南极长城站建立之前,全世界已经有18个国家在南极建立了40多个常年站,100多个夏季站,都在紧锣密鼓地实施各自的南极科考任务。因此,在南极建立我们自己的科考站,成了当时一项必要而紧迫的任务。

1984年11月20日,我国首次南极科学考察队,一共591名队员,乘坐我们自己研制的“向阳红10”号远洋科学考察船和“J121”号远洋打捞救生船,驶离上海,斜穿太平洋,向南极进发。经过近一个月的海上颠簸,近2万公里的航程,12月19日,考察船编队驶进了阿根廷乌斯怀亚市的海湾。乌斯怀亚是地球最南端的城市,船队在这里休息、补给,于23日驶离,穿越德雷克海峡,向着目标地——乔治王岛进发。12月26日,科考队胜利抵达南极洲,船队驶入南设得兰群岛的乔治王岛海湾,长城站就要建在乔治王岛上。

之所以把站址选在乔治王岛,主要基于以下几点考虑:首先是该岛的自然条件好,可谓南极洲的“热带”,年平均气温仅为零下2.6度;其次乔治王岛东侧有许多天然港湾,便于巨轮锚泊,加上沿海地形平坦,便于船只登陆;最后是附近海域生物资源丰富,科研价值大。综合考量,那里可谓南极科考的“风水宝地”,在我们之前,已经有6个国家在乔治王岛建立了科考站。

接下来便是具体的选址,经过反复勘察、对比、研究、讨论,最终从9个候选位置中确定在乔治王岛菲尔德斯半岛南部建立长城站,地理坐标为:南纬62度13分,西经58度58分,站区海拔10米,距离海岸100米。

1985年1月17日,500吨的建站物资运抵到位。从1月20日开始,用了不到一个月的时间,全体科考队员顽强拼搏,战胜了风雪严寒,胜利完成了建站任务,不仅包括两栋共350平的钢结构保温防风的站房,还有发电机房、临时伙房、临时住房以及气象观测场等附属设施。

南极长城站的建立,不但为我国开展南极科学考察提供了平台,而且为我国成为《南极条约》协商国奠定了坚实基础,在我国极地科考史上挥就了浓墨重彩的一笔。 

2南极长城站.jpg

  南极长城站(三代建筑,从左至右) 

  二、首次北极科考

对一般读者而言,有一个吊诡的问题是,我国处在北半球,到北极科考不是更方便吗,为何北极科考的起步反而要比南极科考晚。这主要是北极与南极地理环境不同造成的,南极是四周被海洋所包围,而北极是大陆包围着的海洋。如果在他国的领土上建立科考站,需要一系列的外交谈判;而如果乘船前往,就需要拥有破冰船,当时我国还不具备这些条件。因此北极科考的起步比南极科考晚。

前文谈到,1977年国家海洋局提出的三大目标中,“进军三大洋”是指太平洋、大西洋和印度洋,还未包括北冰洋。也就是说,当时从国家层面上,还未将北极科考纳入视野。

上世纪90年代,我国一些科研机构和民间团体陆续开展了一系列的北极科考活动,由此推动了政府层面对北极科考的关注和重视。1991年8月至9月,中国科学院大气物理所高登义研究员应挪威卑尔根大学叶新(Y.Gjessing)教授邀请,参加了北极地区的科学考察。同年,国家地震局的位梦华副研究员应美国邀请,前往阿拉斯加巴罗市考察。1993年,中国科协派出了由沈爱民、位梦华、李乐诗组成的中国北极科学考察筹备组,从美国阿拉斯加进入北极考察。接下来的几年里,又有国家测绘局、中国科学院、中国科协等组织的北极科考活动。蓬勃兴起的北极科考活动,推动了1996年国家海洋局将其南极考察办公室更名为极地考察办公室,从国家层面统筹北极科考事业。

1999年7月1日,首次由我国政府组织实施的北极科考活动从上海启程。科考队一共有124人组成,包括随行记者20人、船员38人。他们搭载的是“雪龙”号极地破冰船,满载排水量达2万多吨。该船1993年购自乌克兰,经过整修改造,之前已经圆满完成3次南极科考任务。这次的科考路线是,经过日本海、白令海,穿越白令海峡,经过楚科奇海,抵达北极永久海冰区,然后返回。这次科考历时71天,航行26000多公里,于9月9日顺利返回上海。科考完成了预期的三大考察任务:探讨了北极对全球气候变化的影响和中国气候变化与北极的联系;认识了北太平洋环流异常与北冰洋和北太平洋水团交换之间的关系,了解了北冰洋近海生态系统及生物资源对我国渔业发展的影响。

谈到我国上世纪90年代北极科考史,有一则故事不得不说,它与前文提到的高登义研究员有关。1991年,高登义乘坐“南森”号考察船在北极考察途中,无意发现了叶新教授携带的一本书《北极指南》(Arctic Pilot)。这本书提到1920年由9个国家在法国巴黎签署的《斯瓦尔巴条约》,其中规定凡参加该条约的国家都有权在斯瓦尔巴建立科学考察站,而我国政府在1925年曾加入该条约。高登义顿时兴奋异常,因为这一发现表明我国梦寐以求的在北极斯瓦尔巴群岛建立科学考察站的设想有了国际法依据。

等他回国后,迅速向中科院副院长孙鸿烈进行了汇报。中科院随即在“九五”重大科研项目中设立子项目“斯瓦尔巴群岛建站调查研究”,并请高登义担任课题负责人。1996年,中科院副院长陈宜瑜带领高登义等人赴挪威进行科研合作洽谈,期间提出建立科学考察站事宜,挪威表示欢迎。2004年7月28日,我国首个北极科学考察站——黄河站在挪威斯匹次卑尔根群岛的奥尔松落成,从此我国北极科考有了一个重要基地和平台。

3北极黄河站.jpg

北极黄河站

三、大国重器——“雪龙2”号

工欲善其事,必先利其器。对我国的极地科考人员而言,若前往极地,需要

跨越漫长且环境复杂的极地水域,在众多的极地设备中,船舶首当其冲。1993年我国从乌克兰购得了“雪龙”号破冰船。这艘船原本不是专业的破冰船,而是具有破冰能力的集装箱运输船,虽然之后经过数次修整改造,但其破冰能力仍十分有限:只能等到夏季两极冰川大面积融化时,才能到达考察位置,而且即使是夏季,也无法深入北冰洋中心区。进入21世纪之后,随着我国极地科考事业的迅猛发展,“雪龙”号显然已经无法满足新时代的科考需要了,增添一艘新的破冰船迫在眉睫。

2009年6月,国务院召开了“关于添置极地考察破冰船”会议,启动了新建破冰船项目,同时提出了“与国外联合设计、国内建造”的方案。谁曾想到,从项目启动,到“雪龙2”号交付使用,整整用了10年时间。

前期论证进行了两年,参考国内外相关资料对排水量、空船质量、主尺度、动力配置、破冰能力、续航力、载货能力以及投资概算等做了要求,同时确定中国船舶集团第七〇八所为技术支撑单位。接下来是设计方面的国际招标,最终芬兰阿克北极技术有限公司成为新建破冰船项目基本设计中标单位。这样,阿克北极公司与七〇八所承担了联合设计任务,前者的强项在破冰能力设计,后者的强项在科考、智能设计,可谓强强联合。

2016年12月20日,“雪龙2”号在江南造船(集团)有限责任公司的切割车间里进行第一块钢材点火切割,这标志着“雪龙2”号正式进入建造阶段。

2018年9月10日,我国第一艘中外联合设计、自主建造的极地科考破冰船“雪龙2”号在上海长兴岛下水。它全长122.5米,宽22.3米,吃水7.85米,吃水排水量约14000吨,航速12-15节,续航力20000海里,自持力60天,载员90人。“雪龙2”号有两大技术特点:首先是可以双向破冰,也即船艏和船艉均可破冰。此项绝技开了极地科考破冰船的先河,传统破冰船在冰区掉头费力,而“雪龙2”号可以省去掉头过程。在遇到很难“拱”的冰脊时,利用全回转吊舱电力推进系统,船体转动180度,让船艉变成船艏,尾部的螺旋桨能在海面下削冰并形成抽吸作用,切割10米多高的冰脊不在话下。其次是船体强度高,具有很好的破冰能力,能够在冰厚1.5米的条件下以2-3节的航速持续破冰前行。正是在这次下水仪式上,中科院院士、自然资源部第二海洋研究所陈大可院士正式将其命名为“雪龙2”号,希望它能够承载起我国极地科考的使命与担当,承载起兴海强国的光荣与梦想,斩浪破冰,一往无前。

2019年7月,“雪龙2”号交付使用。当年10月15日,它从深圳启航首航南极,从此我国进入了“双龙探极”的极地科考新时代。

四、尾声

2021年11月5日,我国第38次南极考察队首批154名队员搭乘“雪龙”

号极地科考船从上海启程,前往南极科学考察;当月23日,第二批队员101人乘坐“雪龙2”号也从上海出发。他们将在南极会合,展开联合科考,并预计今年4月返回。从1985年我国在南极建立第一个极地科考站——长城站,到后来的中山站、昆仑站、泰山站,然后到2004年建立的北极黄河站,再到自主建造的“雪龙2”号破冰船,我国的极地科考事业从小到大、由弱变强,取得了举世瞩目的成就,在国际极地事务中发挥了越来越重要的作用。向极地进发,造福人类,永远是我们的使命与追求。  

  按:拙文写于年初,当时应《解放日报》之约写一篇极地科考的文章。写完之后,最终刊出(2月20日)时删减了很多,这里发出全文,以飨读者。文中三幅图片取自《中国·极地考察三十年》,海洋出版社,2015年。 



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