隨著最后一個(gè)短期冰站作業(yè)結(jié)束，8月25日，自然資源部組織的中國(guó)第九次北極科考（以下簡(jiǎn)稱“九北”）冰上作業(yè)宣告順利完成，這也意味著雪龍船將正式調(diào)轉(zhuǎn)船頭開(kāi)始南行駛離冰區(qū)?！昂鸵酝谋睒O科考相比，‘九北’冰上作業(yè)涉及的學(xué)科和種類沒(méi)有太大差別?！笨瓶缄?duì)首席科學(xué)家助理雷瑞波總結(jié)稱，這次冰上作業(yè)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是加強(qiáng)了無(wú)人值守觀測(cè)系統(tǒng)的布放，包括3套自動(dòng)氣象站、2套無(wú)人冰站、3個(gè)海洋剖面浮標(biāo)、24個(gè)海冰物質(zhì)平衡浮標(biāo)、15套海冰漂移浮標(biāo)等。值得一提的是，在大量自主研發(fā)的系統(tǒng)中，首次成功布放的無(wú)人冰站觀測(cè)系統(tǒng)是當(dāng)之無(wú)愧的明星產(chǎn)品。

自研無(wú)人冰站將解決什么難題

“無(wú)人冰站”是指無(wú)人值守、可長(zhǎng)期在冰上運(yùn)行的觀測(cè)系統(tǒng)，其采集的數(shù)據(jù)通過(guò)衛(wèi)星自動(dòng)傳回國(guó)內(nèi)。

據(jù)了解，這套系統(tǒng)分別由大氣邊界層觀測(cè)子系統(tǒng)（氣象塔）、海冰觀測(cè)子系統(tǒng)（主浮標(biāo)）、上層海洋固定層位觀測(cè)子系統(tǒng)（副浮標(biāo)）和拖曳式海洋剖面觀測(cè)子系統(tǒng)四個(gè)子系統(tǒng)組成，計(jì)劃使用一年以上。

無(wú)人冰站安裝完成后，冰面上除了高達(dá)5米的氣象塔格外顯眼，其余幾個(gè)冰上浮標(biāo)則十分“低調(diào)”。這些浮標(biāo)連接著很多纜線和探測(cè)儀，布放成功后便被“埋藏”在冰面之下。

雷瑞波解釋稱，氣象塔觀測(cè)的是大氣和海冰之間的界面通量；主浮標(biāo)所觀測(cè)的是積雪和海冰的一些參數(shù)，以了解它們的生長(zhǎng)、消融過(guò)程；上層海洋固定層位觀測(cè)子系統(tǒng)主要是觀測(cè)冰下固定30米水深的海水溫度、鹽度等；拖曳式海洋剖面觀測(cè)儀通過(guò)纜線收放可在水中上下運(yùn)動(dòng)，每天獲取兩個(gè)剖面的海水溫度、鹽度等數(shù)據(jù)，其最大下潛深度為120米。

可以獲取一整個(gè)周期的數(shù)據(jù)

通過(guò)上述系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣、海冰、海水三個(gè)層面的連續(xù)觀測(cè)，以獲取一個(gè)完整的海冰生長(zhǎng)消融過(guò)程中氣-海-冰相互作用的數(shù)據(jù)。

“實(shí)際上，針對(duì)氣-海-冰三個(gè)層面的綜合觀測(cè)正是這套系統(tǒng)最核心的創(chuàng)新之處?！崩兹鸩ㄕf(shuō)，這是我國(guó)首次在北極成功布放該系統(tǒng)，從全球來(lái)看也是類似系統(tǒng)的首次布放。

我國(guó)歷次北極科考都選在夏天進(jìn)行，冬季觀測(cè)數(shù)據(jù)很難獲取，這相當(dāng)于對(duì)海冰生消過(guò)程的觀測(cè)缺失了一環(huán)?！耙酝挤诺囊恍┻M(jìn)口浮標(biāo)也可以工作到冬天，因此冬天的數(shù)據(jù)我們并非一點(diǎn)都沒(méi)有，但觀測(cè)的參數(shù)比較單一，獲取數(shù)據(jù)的豐富程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。通過(guò)自主研發(fā)的這套系統(tǒng)，大氣、海冰、上層海洋三個(gè)層面中各個(gè)通量的參數(shù)基本都囊括其中?！崩兹鸩ń忉?，這套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初衷就是為了獲取全面、連續(xù)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，以彌補(bǔ)以前缺失的一環(huán)。

還不具備設(shè)立有人冰站條件

相對(duì)于無(wú)人冰站，美俄等少數(shù)國(guó)家也在北極進(jìn)行過(guò)有人值守冰站的嘗試。

“所謂‘有人冰站’，就像我們的短期冰站作業(yè)一樣，可以滿足幾十位隊(duì)員同時(shí)進(jìn)行作業(yè)。有人冰站會(huì)持續(xù)好幾個(gè)月甚至一年，其能進(jìn)行的觀測(cè)項(xiàng)目肯定要比無(wú)人冰站豐富得多?！崩兹鸩ǚQ，一般來(lái)講，有人冰站有兩種實(shí)現(xiàn)形式，“一種是以科考船自身作為平臺(tái)在北極地區(qū)長(zhǎng)期值守，可以形象地表述為把船凍在冰里。隊(duì)員每天作業(yè)結(jié)束后就回到船里休息、生活。此外，冬季里北冰洋海冰可以滿足起降固定翼飛機(jī)的條件，那么另一種模式下隊(duì)員會(huì)在冰上建造簡(jiǎn)易住房，由固定翼飛機(jī)定期來(lái)運(yùn)送人員和補(bǔ)給物資?！?/p>

不過(guò)，不論哪一種模式，有人值守的冰站成本都會(huì)比無(wú)人的高很多。雷瑞波介紹說(shuō)，有人冰站雖好，但有條件進(jìn)行有人冰站項(xiàng)目的國(guó)家還很少，“我們目前在北極還沒(méi)有條件去做有人冰站，主要有兩個(gè)原因，一個(gè)是我們目前在北極科考上的投入確實(shí)還沒(méi)有那么多。另外一個(gè)原因是，我們目前只擁有一艘具備破冰能力的科考船——雪龍船。除了北極科考，雪龍船還要承擔(dān)南極科考，因此要想讓雪龍船在北極地區(qū)長(zhǎng)期停留用作科考平臺(tái)并不現(xiàn)實(shí)?！?/p>