科技日报记者 陈瑜 王春
9月30日，由自然资源部组织的中国第16次北冰洋考察“雪龙”号、“雪龙2”号返回上海。
本次考察是“十五五”时期我国组织的首次北冰洋考察，完成了综合调查监测、前沿科学研究和国际合作等重点任务，也是首次通过“双龙探极”开展北冰洋冰站考察。
中国第16次北冰洋考察队领队王金辉表示，本次考察在科研新发现、理论新突破、技术新测试、装备新应用方面取得丰硕成果，为深入理解和有效应对全球气候变化，推进北极可持续发展提供了有力支撑。
70%以上队员年龄在40岁以下
王金辉介绍，此次考察由“雪龙2”号、“雪龙”号、“极地”号和“探索三号”四船共同执行。
“雪龙”号和“雪龙2”号于7月3日从大连出发，“雪龙”号于9月28日返回，历时88天、航程15700余海里，冰区航程6060海里。“雪龙2”号于9月30日返回上海，历时90天，总航程15500余海里，冰区航程7469海里。“极地”号和“探索三号”仍在执行考察任务，预计10月中旬返回国内。
王金辉表示，336名队员来自79家单位，其中7人来自俄罗斯、德国、泰国、中国香港。具体来说，“雪龙2”号100人，“雪龙”号97人，“极地”号59人，“探索三号”80人。本次考察中，约40%的队员为第一次参加极地考察，70%以上队员为40岁以下的青年，“雪龙2”号26%的队员为00后，包括4名科研助理、2名博士后、8名在读研究生。通过传帮带，考察队培养了一批极地考察后备力量。“雪龙2”号三副、三管轮、网络管理员等4名船员均为00后，他们都是将来极地考察破冰船高级船员的储备人才。
冰站站位、冰基浮标布放数量创新高
“北冰洋中央区是国际社会认知最为缺乏的极地海域之一。目前仅有中国、美国、加拿大、德国、挪威、瑞典、日本和韩国等少数国家的极地科考破冰船在此开展科学考察，多国仅有单船参与，并且主要集中在北半球夏季。有限的考察数据极大地限制了国际社会对北极快速变化、北冰洋海冰和海洋环境快速变化的认知。”中国第16次北冰洋考察队副领队、首席科学家何剑锋表示，通过双船协同作业，此次考察在北冰洋高纬海域协同完成19个冰站作业和95套冰基浮标布放任务，构建局域无人值守观测阵列，无论是站位还是布放的冰基浮标数量均创历史新高。
何剑锋总结，其特点和意义可概括为四个方面：一是区域拓展。本次冰站考察区域覆盖波弗特流涡和穿极流区，可以更为全面地掌握北冰洋高纬不同环境特性海域海冰快速变化的特征；二是布放的冰基浮标传感器涵盖大气、海冰、海洋、生态，可以更好地解析大气—海冰—海洋相互作用机理；三是浮标可以无人值守开展全面观测，有助于更好地掌握北冰洋高纬海域海冰快速变化的特征和机理；四是使用的冰基浮标为全国产装备，为后续观测阵列的维护奠定了技术基础。
“相关工作不仅可以提高我国对北冰洋快速变化认知水平，也可以为国际社会的北冰洋生态国际治理提供宝贵的跨季第一手观测资料。”何剑锋说。
多项任务上“新”
中国第16次北冰洋考察队副领队杨雷介绍，考察队此次在楚科奇海、加拿大海盆、马卡洛夫海盆区域共完成海洋综合调查站位88个，开展浮游生物、中层鱼、底栖生物和微塑料等各类拖网采样74次，箱式抓斗采样12次，重力柱采样3次。收放海底生物影像观测系统4套、综合锚碇潜标23套、海底地磁仪4套，布放长期海底地震仪4套。
何剑锋总结，本次考察实现多项上“新”。
一是海洋生态环境调查获得系列新发现。在加拿大海盆50—100米深处，发现太平洋暖水注入增强现象。在加拿大海盆北部高纬密集冰区，发现较多极鳕幼鱼和饵料生物，表明高纬冰区可能成为支撑极鳕种群发展的重要区域。楚科奇海区域生物影像记录结合获取的上千枚鱼类耳石，印证该海域普遍存在极鳕等经济鱼种。
二是加克洋中脊地球物理调查研究取得新突破。利用新型国产海底探测装备，在加克洋中脊东段获取了跨2500万年时间尺度的完整岩石圈演化记录，发现岩石圈底部界面在约60千米深处呈近水平延伸，突破了传统板块冷却模型关于板块增厚的预测，进一步巩固了我国在北极超慢速扩张洋中脊增生机制研究方面的优势。
三是北极高纬通信技术应用取得重要突破。利用国产卫星宽带终端、“星话”系统和FTP传输软件，“雪龙”号、“极地”号、“探索三号”与国内实现即时消息互通、视频通话和文件传输。冰站作业期间，“雪龙”号在北纬86°通过卫星互联网船载设备与位于南纬75°的秦岭站实现视频通话和数据传输，创造了国产卫星最大纬度跨度通信纪录。
四是北极海冰立体智能观测及数值预报技术显著提升。利用人工智能新技术，结合多模式海冰立体观测体系，实现海冰厚度识别分辨率达到0.5厘米、精度达到91.5%，显著提高海冰观测时空分辨率和准确性。北极海冰短期预报产品水平分辨率从18千米提升至4.5千米，形成逐日发布多种极地海冰数值预报产品的业务化运行能力，显著提升北极航道预报服务保障水平。
五是新研发的国产极地技术装备实现大规模现场应用。本航次共布放各类海洋和海冰浮标114套，国产化比率达到97%，在北冰洋关键海区形成综合立体观测阵列。新研发的冰基海洋剖面浮标显著提升了我国冰下深水海洋环境观测能力；强耦合海底地震仪显著提升了地震信号的信噪比；长周期海底电磁仪有效压制了低频磁场观测噪声；生态无人冰站集合冰海气和生物等多种观测要素，布放首日即捕捉到了冰下极鳕活动影像；海底生物影像观测系统首次实现海底鱼类和底栖生物全年观测。
六是科学研究国际合作取得新成效。与德国极地与海洋研究所开展鱼类联合调查研究，在楚科奇海台发现大量鱼类耳石，显示该区域历史上曾存在大量鳕鱼种群，将为《预防中北冰洋不管制公海渔业协定》履约提供科学支撑。
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