中国第九次北极科考冰上作业结束
“中国造”无人冰站首次在北极“上岗”

科考队员正在布放无人冰站 摄影/本报记者 李岩

　　随着最后一个短期冰站作业结束，8月25日，自然资源部组织的中国第九次北极科考(以下简称“九北”)冰上作业宣告顺利完成，这也意味着雪龙船将正式调转船头开始南行驶离冰区。科考队领队朱建钢称：“‘九北’到达的最北端位于北纬84°48′，此行冰上作业基本完成了预先计划的任务目标。”

　　从8月11日第一个短期冰站算起，历时15天、跨越5个纬度，“九北”共开展9个短期冰站和一个长期冰站作业。科考队首席科学家魏泽勋告诉北京青年报记者，虽然在完成冰站作业后将开始返航，可是回程中还有很多其他调查工作，任务繁重。另外，冰上作业这15天里，常规断面调查同时也是交错进行的，“在温度低、紫外线强、风大这样的恶劣条件下，队员们在极地冰区完成了海冰物理、冰面气象、水文、光学、生物、化学等学科的多个作业项目。”

　　“和以往的北极科考相比，‘九北’冰上作业涉及的学科和种类没有太大差别。”但科考队首席科学家助理雷瑞波总结称，这次冰上作业的一个显著特点是加强了无人值守观测系统的布放，包括3套自动气象站、2套无人冰站、3个海洋剖面浮标、24个海冰物质平衡浮标、15套海冰漂移浮标等。“此次布放的无人观测系统的数量创下历次北极科考之最，并且其中大部分(约占80%)均为我国自主研发或集成。”雷瑞波说，这些将为研究北极地区气、海、冰的相互作用过程及其对北极生态系统和海洋环境的影响提供有力支撑。

　　值得一提的是，在大量自主研发的系统中，首次成功布放的无人冰站观测系统是当之无愧的明星产品。雷瑞波称，该系统由4个子系统组成，通过对大气、海冰、海水三个层面的连续观测，可获取完整的海冰生长消融过程中气-海-冰相互作用的数据，“这对研究三者相互作用的机理至关重要，获得的数据还可用来优化海冰模式的参数化方案等。”

　　释疑

　　自研无人冰站将解决什么难题？

　　22日，无人冰站观测系统(无人冰站)布放完成。科考队首席科学家助理雷瑞波告诉北青报记者，这是“九北”行程中布放的第二套无人冰站，“目前两套系统均运行正常，这意味着我国自主研发的无人冰站在北极首次布放成功。”

　　四套子系统组成“无人冰站”

　　“无人冰站”是指无人值守、可长期在冰上运行的观测系统，其采集的数据通过卫星自动传回国内。

　　北青报记者了解到，这套观测系统依托国家重点研发计划，由自然资源部下属的中国极地研究中心牵头，自然资源部第一海洋研究所、中国气象科学研究院、中国海洋大学等单位共同参与研发。

　　这套系统分别由大气边界层观测子系统(气象塔)、海冰观测子系统(主浮标)、上层海洋固定层位观测子系统(副浮标)和拖曳式海洋剖面观测子系统四个子系统组成，计划使用一年以上。

　　无人冰站安装完成后，冰面上除了高达5米的气象塔格外显眼，其余几个冰上浮标则十分“低调”。这些浮标连接着很多缆线和探测仪，布放成功后便被“埋藏”在冰面之下。

　　雷瑞波解释称，气象塔观测的是大气和海冰之间的界面通量；主浮标所观测的是积雪和海冰的一些参数，以了解它们的生长、消融过程；上层海洋固定层位观测子系统主要是观测冰下固定30米水深的海水温度、盐度等；拖曳式海洋剖面观测仪通过缆线收放可在水中上下运动，每天获取两个剖面的海水温度、盐度等数据，其最大下潜深度为120米。

　　为什么要单独设计固定层位的副浮标？雷瑞波说，副浮标不需要运动，其采样频率便可以设计得高一些，比如一个小时一次，“因为续航电量的限制，以同样的标准去要求运动式观测仪器显然不现实，其被设计为一天运动两次，采样频率要低很多。”