理论教育 中国南极昆仑站成功建立:雪龙探极的里程碑

中国南极昆仑站成功建立:雪龙探极的里程碑

时间:2023-08-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:2008年,中国人在南极最高点成功建设了中国南极昆仑站,举世瞩目。南极内陆冰盖最高点有着无可比拟的科研价值,也是国与国之间角逐的舞台。这是人类从地面首次到达冰穹A最高点。2月8日,国务院副总理曾培炎向成功登顶冰穹A最高点并安全返回中山站的考察队致电祝贺。在详细开展南极内陆冰盖最高点背景调查的基础上,力争把新站建成一个有特色、起点高、功能全的综合考察基地。

中国南极昆仑站成功建立:雪龙探极的里程碑

南极考察,有所谓的四大必争点,即南极极点、冰点、磁点、最高点。在这四个点建立考察站,都具有特殊重要意义。在2008年之前,南极极点、冰点、磁点已经被美国、俄罗斯、法国抢先设立了考察站,只有南极最高点还没有国家登顶并建立考察站。

南极极点是地球的最南端,被誉为“世界的尽头”。这里太阳一年只升落一次,半年全是白天,被称为极昼;另半年全是黑夜,被称为极夜。1957年,美国抢先控制了南极极点,在南极极点的冰盖上建立了一个永久性的考察基地,并以第一个到达南极极点的罗尔德·阿蒙森和罗伯特·福尔肯·斯科特两人的名字,命名为阿蒙森—斯科特站。南极冰点又称为“寒极”,是南极最冷的地方,靠近南磁轴(南纬78°06′、东经110°),1957年苏联在此建立了东方站。地磁轴是地球磁场的轴线,地磁轴与地球表面相交的两点,即南极磁点和北极磁点,这是地球上磁场强度最大的地方,南极磁点大概位于南纬65°36′、东经139°24′。1954年8月,法国在南极磁点设立了迪蒙·迪尔维尔常年科学考察站。

现在,全世界因为中国人的测定而知道,海拔4 093米的冰穹A最高点是南极内陆冰盖的最高点,也是南极最高点。这里的冰盖是原始堆积形成的,储存着全球的气候和大气环境信息。2008年,中国人在南极最高点成功建设了中国南极昆仑站(见图4-1),举世瞩目。下面,我们将回顾这一艰难而伟大的壮举。

图4-1 中国南极昆仑站

开展南极内陆冰盖考察一直是中国南极考察的重要方向之一。早在20世纪90年代,依托中国南极中山站,我国科学家开展了内陆冰盖考察。1997年1月18日至2月1日,中国第13次南极考察中山站内陆冰盖野外考察队8人,分乘3辆雪地车和3架雪橇,拖载着25吨重的物资,在队长秦为稼带领下进行了中国首次内陆冰盖考察,行程326千米,到达海拔2 400米的高度,总计采集样品1 300余个。1999年1月8日,以李院生为队长的中国第15次南极考察第3次南极内陆冰盖考察队首次从地面抵达南极冰盖的冰穹A地区(南纬79°16′、东经76°59′),距离中山站1 100千米,海拔3 900米,历时25天。此次内陆冰盖考察获取了1 100千米的考察剖面和大量珍贵的冰芯样品。[1]

进入21世纪,在南极考察综合能力不断提升的情况下,中国人开始把目光投向了冰穹A地区。南极内陆冰盖最高点有着无可比拟的科研价值,也是国与国之间角逐的舞台。很多国家都希望能够征服这一“高点”,苏联科考队曾经在20世纪60年代试图进入冰穹A地区,但未能获得成功。据我国南极考察队队员透露,美国科考队也曾尝试前往冰穹A地区,后来因为雪地车陷入冰裂隙而取消计划打道回府。冰穹A神秘而又危险,被称为“人类不可接近之极”。[2]

在大量的前期调研、论证和准备工作的基础上,2004—2005年我国第21次南极考察队发起了向南极最高点进军的冲锋。2005年1月9日22时15分(北京时间),中国第21次南极考察内陆冰盖考察队成功登上南极内陆冰盖海拔最高地区,1月18日3点15分(北京时间)确定了冰穹A最高点位置(南纬80°22′00″、东经77°21′11″)的高程为4 093米。这是人类从地面首次到达冰穹A最高点。2月8日,国务院副总理曾培炎向成功登顶冰穹A最高点并安全返回中山站的考察队致电祝贺。[3]

正如时任国家海洋局局长孙志辉评价的那样,当鲜艳的五星红旗高高飘扬在被科学家称为“人类不可接近之极”的冰穹A最高点时,全国人民为之激动和骄傲,世界也为之瞩目。[4]在竞争日益激烈的国际极地考察舞台上,中国人凭借坚强的意志和无畏的精神,勇于开拓崭新的领域,首先开展了对南极内陆冰盖最高点的冲击并一举取得成功,实现了人类在南极的又一个梦想。我国优先对该地区进行考察,无论从获取更多科学研究成果还是从提高我国极地发言权的角度来说,都具有深远而重要的意义。登顶冰穹A的成功,不但为国际南极考察作出突出贡献,大大提升我国在南极考察领域的国际地位,同时它也成为我国在极地科学考察历程中光辉的里程碑。

在成功登顶冰穹A之后,在此建立考察站就成为中国政府下一步考虑的问题。为此,国家海洋局围绕《中国极地考察“十一五规划》,做了大量相关的前期准备工作,开展建立中国第3个南极考察站的选址、调研、论证等工作。在详细开展南极内陆冰盖最高点背景调查的基础上,力争把新站建成一个有特色、起点高、功能全的综合考察基地。[5]

2006年7月11日,《中国南极内陆科学考察站建站总体方案》在北京通过专家评审。[6]在此基础上形成了向国务院的请示报告。2007年2月13日,国务院领导对《关于“十一五”我国南北极考察工作有关问题的请示》作出批示,同意在“十一五”期间建设我国第1个南极内陆夏季考察站(以下简称“内陆站”)。内陆站建设主要内容为南极内陆站站区建设,内陆站后勤保障系统,内陆站科考仪器、设备,国内分析实验与工程技术平台4部分。[7]

为使国家决策高效有序推进,2007年4月5日,国家海洋局成立了以陈连增副局长为组长的中国南极内陆站建设项目领导小组;确定了内陆站建设项目领导小组成员和项目领导小组职责;确定了内陆站建设工作目标和建设内容及计划进度安排,并委托有工程设计甲级资质清华大学建筑设计研究院、同济大学建筑设计研究院直接按可研深度编制中国南极内陆站建设项目可行性研究报告。[8]4月12日,中国南极内陆站建设项目方案编制组成立,具体负责中国南极内陆站建设方案的编制工作。[9]在南极最高点建站,建站队队员能否适应环境至关重要。为此,2007年夏天,国家海洋局组织内陆考察预选队队员赴西藏进行高原适应性训练。这样,中国南极内陆站新站建设的准备工作全面展开。

2007年8月31日,中国南极内陆站建设项目可行性研究报告在北京通过了专家评审。李廷栋、李道增、张彦仲、陆炎等院士及有关专家出席了评审会。9月14日,中国南极内陆站建设项目领导小组审议通过内陆站建设项目可行性研究报告并上报国家发展和改革委员会。[10]2007年12月22日,中国第24次南极考察中山站至冰穹A内陆冰盖考察队的17名队员,驾驶5辆雪地车,拖挂13架大型雪橇、4个内陆舱、1个集装箱,并携带408桶航空燃油,历经50天,总行程超过2 600千米,再次成功登顶冰穹A最高点。[11]对冰穹A中心区域6 000平方千米范围内和往返冰盖断面上,系统开展了多学科科学考察和内陆站建站选址调查工作。2008年2月9日,内陆冰盖考察队安全返回中山站。

2008年4月30日,国家发展和改革委员会正式批复内陆站建设项目可行性研究报告。南极内陆站站区计划总建筑面积约600平方米,并建设相应的发电、水处理、通信等配套设施。购置4辆重型雪地牵引车、Y12E型小型国产固定翼飞机及配套设施,在南极中山站新建建筑面积约1 500平方米的车库、发电楼、宿舍楼等,在澳大利亚设立支援中心,建筑面积控制在500平方米。新增实验与技术平台总建筑面积约10 000平方米。项目总投资暂按25 521万元控制。[12]

有了国家的正式决策和细化方案,2008年,国内紧锣密鼓为再次登顶冰穹A并建立新站做准备,不仅包括各种政策性报批和国际交流通报,还包括物质上的各种准备和对内陆站考察队队员的各种训练。(www.daowen.com)

2008年4月7日,国家海洋局印发了中国南极内陆站建设项目领导小组办公室组织制订的《中国南极内陆科学考察站建设项目站区建设工程实施方案》作为内陆站站区建设工程的指导性文件。[13]6月2日至13日,第31届南极条约协商会议和第11届南极环境保护委员会会议在乌克兰基辅召开,会议全面审议并通过了我国提交的《中国南极冰穹A站建设与运行全面环境影响评估报告草案》,最终的环评报告于2008年8月20日以电子版分送南极环境保护委员会各成员国。[14]2008年7月16日,国家海洋局向新闻媒体通报中国南极内陆站启动情况并通过网络向社会征集站名。7月28日,国务院批准我国南极内陆站站址确定为:南纬80°25′01″、东经77°06′58″,高程4 087米,距离冰穹A最高点6米。同时,为保障南极内陆站运行和应急救援设立中继站,其位置距中山站直线距离806千米,高程880米。7月30日,中国南极内陆站建设项目的初步方案报国家发展和改革委员会。7月29日至8月11日及8月25日至9月1日,内陆考察队队员赴西藏进行高原选拔性训练。[15]8月13日,经专家评议和国家海洋局批准,中国南极内陆站最终确定站名为中国南极昆仑站。国家海洋局于2008年10月16日公布了南极内陆站的站名——中国南极昆仑站。对此,相关人员介绍说,这个站名是经过网络征集的。昆仑在我国历史文化中具有重要意义,“长城是我国著名的人文景观,中山取自孙中山先生的名字,而昆仑则是自然景观,这几个名字相得益彰”。此外,该站建在南极大陆的最高点,而昆仑则意味着高山,象征着制高点,因此最终入选。

物质条件准备方面,在项目管理、设计、施工三方的通力协作下,坚持自主创新,采用高科技手段,成功研制了耐低温材料,解决了内陆站主体建筑制造过程中遇到的一系列技术难题,并顺利进行了内陆站主体建筑结构的制造和国内预安装。2008年7月30日,工程舱建造及内部装修和水、电、暖施工完毕;8月25日,主体结构加工完毕,预组装成功。内陆站主体建筑的主体材料采用特别研制的耐低温氟碳彩涂板,主要装修材料均通过上海交通大学低温实验室-90℃的耐低温检验,性能未发生异变,使用功能正常。9月8日,完成内陆站主体结构与工程舱合成组装,并完善围护系统;10月10日,完成全部构件材料维护、编号、包装,具备装船条件。后勤保障系统中的发电设备、雪地车、雪橇舱、雪橇、燃油、医疗设备、通信设备等的订货、加工等准备工作在4—9月的不同时间段[16]陆续完成。

2008年10月20日,包括28名内陆冰盖考察队队员在内的中国第25次南极考察队从上海出发,出征南极。12月18日,28名内陆冰盖考察队队员从中国南极中山站出发,向冰穹A挺近,开始执行建设昆仑站的任务。

2009年1月6日,28名内陆冰盖考察队队员克服运力严重不足、冰盖软雪带、冰裂隙带及众多雪丘等重重困难,用8辆雪地车(4辆卡特、4辆PB300)、44架雪橇,将所有570吨建站、科考和后勤物资运至冰穹A最高点昆仑站建站站址[17],拉开了我国在南极大陆腹地建站的序幕。

在建站的21天里,内陆冰盖考察队精心组织,成功解决南极高原软雪基础和极端低温下的施工难题,完成基础构筑、平台搭建及工程舱组装等任务,经受了高寒、缺氧及极端环境下施工引发的冻伤、高原反应、体能下降等考验。2009年1月27日,内陆冰盖考察队按照设计要求完成了昆仑站主体建筑工程建设任务,并同时将一座体现中国文化特色的中华鼎——“天鼎”放置在南极内陆冰盖最高点。[18]昆仑站是中国继在南极建立长城站、中山站以来,建立的第3个南极考察站[19],同时,也是中国首个南极内陆站和世界第6座南极内陆站。以昆仑站为依托,我国将有计划地在南极内陆开展冰川学、地球物理学、大气科学等领域的科学研究。

2009年1月27日,中共中央总书记、国家主席胡锦涛代表党中央、国务院对中国南极昆仑站的建成表示热烈的祝贺,向在南极恶劣环境中迎难而上、团结协作、顽强拼搏,为建设中国南极昆仑站作出突出贡献的全体考察队队员表示诚挚的问候,并遥祝考察队队员们节日愉快、身体健康、工作顺利。胡锦涛在贺电中指出,中国南极昆仑站的建成,必将拓展我国南极科学考察研究的领域和深度。这是我国为人类探索南极奥秘作出的又一个重大贡献。胡锦涛希望考察队队员们再接再厉、连续作战,深入推进考察活动,积极开展国际合作,努力取得更多考察研究成果,不断谱写我国南极科学考察事业新篇章,为人类揭开南极奥秘、和平利用南极作出新的更大贡献。[20]昆仑是中华民族的象征,玉石高洁祥和的写照,因此国家海洋局决定选用青海昆仑玉作为中国昆仑站立碑用玉。昆仑站玉碑由墨绿色玉碑主体和基座两部分组成,总重约4吨,宽约2.5米,高约1.6米,玉碑镌刻有胡锦涛主席题写的“中国南极昆仑站”站名。昆仑站玉碑由我国第27次南极考察队运往南极内陆冰盖最高点,永久矗立在中国南极昆仑站。[21]

2009年2月2日,昆仑站开站仪式以电话连线方式在中山站和昆仑站两地同时隆重举行。中国政府代表团在中山站参加并主持了开站仪式。12时25分(北京时间),时任国家海洋局副局长陈连增宣布我国首个南极内陆站——中国南极昆仑站正式开站,国家海洋局任命李院生为中国南极昆仑站首任站长,夏立民、李侍明为副站长。2月26日,中国第25次南极考察队在中山站隆重举行中山站建站20周年暨南极内陆冰盖考察队凯旋庆祝仪式。至此,中国南极昆仑站新站建设圆满完成。

本次南极内陆冰盖考察队实施建设了236平方米的主体建筑,包括生活区和科研区,可以满足20名度夏队员科学考察工作需要,开展冰川学、天文学、地质学、地球物理学、大气科学、空间物理学等领域的科学研究,实施冰川深冰芯科学钻探计划、冰下山脉钻探、天文和地磁观测、卫星遥感数据接收、人体医学研究和医疗保障研究等科学考察与研究。此外,队员们还可以昆仑站为基点,辐射南极极点、分冰岭地区,开展更为广泛的科学考察工作[22]

《南极条约》体系将南极确定为自然保护区,各缔约国应全面保护南极环境及依附于它的生态系统。中国高度重视环保,是负责任的南极条约协商国,因此在筹建内陆站时,充分考虑了环境因素的影响,对内陆站的建设和运行进行了全面的环境影响分析评估,并制订了相关的环保措施和应急预案,确保在发挥内陆站科学平台价值和满足队员工作生活需求的同时,尽可能减少内陆站建设对环境的影响。单纯的集装箱式构件节能效果较差,为了减少油料消耗,最大限度地保护环境,昆仑站的主体结构全部采用耐低温的不锈钢,外包复合加芯的保温板。这样,整个昆仑站设计成内部功能舱与外部保温围护层两部分,内部功能舱由若干个可独立运输的集装箱式预制舱拼接而成,施工人员在国内将工能舱及其内部装修、设备全部做好,把这些工能舱运往冰穹A组装后,再在现场安装外部保温围护层。

昆仑站的建设在设计上还体现出浓厚的人文关怀,在其设计过程中更多考虑的是为科考队员创造一个温暖、舒适的工作与生活环境。昆仑站的总设计师、清华大学建筑设计研究院张翼博士曾透露,此次设计的主体建筑面积为348.56平方米,“尽管面积不大,但设施可谓一应俱全。”张翼介绍说,“整个建筑按照功能分为住宿区、活动区和保障区,包括宿舍、医务室、科学观测、卫星通信厨房、浴室、厕所污水处理、发电机房、锅炉房制氧机房和库房等。”总的设计原则是最大限度地利用空间,既要满足各种用途的需求,又要给科考队员留出足够的活动空间。“冰穹A周围方圆上千公里都是无人区,景观也极其单调,全是白茫茫的一片,给人一种与世隔绝的感觉。”张翼说,“在那里,最大的挑战是人的心理压力,科研人员在昆仑站至少要待上2个月。因此,在房屋设计上,要尽可能弥补环境对人心理造成的影响。”此外,昆仑站的室内设计家具的选择多采用温暖、艳丽的色彩;同时,在寸土寸金的昆仑站,张翼还“奢侈”地设计了一个近30平方米的多功能活动室。这个既可作为会议室、又能当餐厅的区域,在他看来,最重要的目的是给科考队员一个足够大的交流空间。“充分的交流能显著缓解人的孤独感。”张翼相信,这个大活动室将成为科考队员最常去的地方,“开会、用餐、聊天都可以”。昆仑站的宿舍有点类似于火车上的小包厢,也是上、下铺,但床更宽、更长,屋里有专门的空间放行李,还有一张可折叠的工作台,“至少我住在里面,会觉得舒适。”张翼说。

但这毕竟不是普通的火车包厢。比如,在每个床头有一个供氧终端。科考队员通过它,可以补充氧气,缓解缺氧造成的不适。昆仑站位于冰穹A地区,此处的含氧量仅有海平面的60%。不仅如此,冰穹A的温度也非常低,即使夏季平均温度也在-30℃左右,科考队员在室外活动很容易疲劳。为此,在淋浴之外,张翼还依照一位曾登顶冰穹A的科考队员的建议,在浴室里硬“挤”进了一只浴桶,“它既可缓解疲劳,也能让人迅速地恢复正常体温,应该很管用。”

中国南极昆仑站的建成,具有十分重大的意义。作为我国第一个南极内陆考察站,昆仑站的胜利建成,实现了我国南极考察从南极大陆边缘区域向南极腹地的历史性跨越,标志着我国从极地考察大国向极地考察强国方向迈出了具有国际影响力的关键一步。[23]建成后的昆仑站,是世界第6座南极内陆站,标志着我国已成功跻身国际极地考察的“第一方阵”,成为继美国、俄罗斯、日本、法国、意大利、德国之后,在南极内陆建站的第7个国家。中国南极昆仑站的建成,引起世界各南极考察国家的广泛关注,Science、Nature等多家国际科学媒体对此进行了报道。[24]

中国南极昆仑站的建成,举世瞩目,标志着我国极地考察事业取得跨越式发展。为鼓舞士气,2009年11月16日,国家海洋局下发国海人字〔2009〕701号《关于对中国第25次南极考察队和参加昆仑站建设的有关人员予以表彰的通知》,对在第25次南极考察以及南极昆仑站建设中作出突出贡献的杨惠根、李院生、夏立民等有关人员予以立功、嘉奖表彰。2010年1月,经563名中国科学院院士和中国工程院院士投票评选,中国南极昆仑站的建成作为三大科技基础建设成果之一,被列为2009年中国十大科技进展新闻之一,显示了我国高科技在极地考察领域中的应用已日趋广泛和深入。2010年2月,在昆仑站建成1周年之际,胡锦涛主席亲笔题写了站名,这是继邓小平、江泽民同志为南极考察(站)题词、题名后,党和国家领导人再次为南极考察站题名,充分显示了党和国家3代领导人对南极考察事业的关怀。[25]

中国南极昆仑站在2009年1月建成后,接下来的工作就是进一步完善,以发挥其应有的科学考察功能。这一工作也在2009年加紧进行准备。2009年12月18日,中国第26次南极考察昆仑站队从南极中山站出发,经过18天的艰苦跋涉,于2010年1月5日到达冰穹A。[26]宝钢集团承担完成了长40米、深3米、宽5米、钻塔处高出地面4.5米的深冰芯钻探场地建设;安装了昆仑站内的污水处理设备,并对站区房屋内墙壁和天花板进行了装修,完成室内吊顶和窗户玻璃安装等一期工程部分工作的收尾任务。在距离中山站806千米的中继站区域,建成长600米,宽50米,雪面平整、开阔宽敞的跑道,为将来中国自己的固定翼飞机往返于中山站和昆仑站之间做好准备。[27]此外,建设团队还不断加强后勤保障系统和能力建设。比如,建成了内陆车队,为内陆车队配置了内陆车辆10辆,总拖载能力450吨;雪橇54架,承载能力81吨;内陆舱11个,其中包括发电舱3个、生活舱2个、乘员舱4个、工具舱1个、卫生舱1个,具备了较强的运输支撑能力和运输安全保障能力,改善了科考队员野外作业的居住和工作环境。[28]总之,中国南极昆仑站及其后勤保障系统的条件持续改善,为相关科学考察和研究工作的开展提供了有力的保障。

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