在具有16年南极科学考察经验的基础上，在拥有“雪龙”号破冰船的前提下，经国务院批准，1999年7月1日至9月9日，极地办组织实施了中国首次北极科学考察。考察队由124人组成（颜其德、鄂栋臣、卞林根等19人是15年前中国首次南极考察队队员），其中科考和协调保障人员66名、记者20名、船员38名，他们分别来自40多个相关单位以及香港和台湾地区，此外，俄罗斯、日本、韩国相关技术人员也参与其中。本次科学考察航线是：上海—日本海—白令海—楚科奇海—加拿大海盆—北冰洋永冻冰区—楚科奇海—白令海—日本海—上海。在航行途中，“雪龙”号首次穿过北极圈，到达最北面的位置是北纬74°58′，直升机曾飞抵北纬77°18′，这在中国均属首次。中国首次北极科学考察主要有三大目标^[82]：

（1）探讨北极在全球变化中的作用和对中国气候的影响。北极是大气海洋物质能量交换的重要地区之一，在全球大气气候系统形成和变化中起重要作用。大气与海洋间能量、物质的交换过程主要发生在海-气、海-水-气界面上。研究海-冰-水-气能量、物质交换，对正确理解北极地区在全球气候和环境变化中的作用以及提高中国天气、气候和自然灾害预报水平有重要意义。

（2）探讨北冰洋与北太平洋水团交换对北太平洋环流的变异影响。北冰洋海盆中由北极过程形成的低温高盐水体与大西洋和太平洋水系的交换，严重影响着这些大洋的海洋学环境。北冰洋的楚科奇海和太平洋的白令海是两大洋水团交换的必由之路，决定了北冰洋在全球变化过程中对中国环境与资源的深刻影响。通过对白令海、楚科奇海及海盆衔接区的水文、营养盐、化学示踪物和海冰的调查研究阐明该海区的水系结构和环流特征及其与加拿大海盆的水团交换，提出北冰洋与北太平洋的水团交换和物质输运模式，探讨北冰洋与西太平洋和我国近海海洋环境的相互作用，为中国海洋经济的可持续发展提供科学依据。(www.daowen.com)

（3）探讨北冰洋邻近海域生态系统与生物资源对中国渔业发展的影响。北极洋生态系统与全球变化有着密切的关系，它对全球气候和环境变化保持着一定程度的敏感性，存在明显的作用和反馈。北冰洋是全球气候变化的“启动器”之一，也是21世纪重要的生物资源基地。中国是一个新兴的远洋渔业国家，其中分布在北太平洋从事作业的渔船约有120艘，占海外渔船总数的1/8，产量却占海外总产量的26.4%。因此，在北冰洋及周边公海海域进行结合海洋环境的渔业资源综合调查将对在该海域从事渔业生产产生直接的指导意义，为中国在上述海域渔业的可持续发展提供强有力的科学依据。

针对上述目标，充分利用国际上的信息资料和先进技术，发挥各参加单位的技术优势，利用其先进的设备条件，结合“雪龙”号的能力，采用以船基、冰站为平合，以船舶、飞机为运载工具，进行了多学科联合海洋-海冰-大气-生物的综合观测。