“雪龙探极”工程是在党的十八大之后启动的,也是国家“十三五”规划的重要组成部分。南极、北极因其特殊的地理环境,在全球气候变化中起着极其重要的作用。南极、北极拥有丰富的资源和潜在的开发利用前景,开展极地资源潜力调查与环境观测是研究和应对全球气候变化、开发利用极地资源、参与国际治理的重要基础,建立长期、系统和网络化的综合观测与应用服务系统,具有重大的科学和现实意义。长期以来,南极、北极都是科学研究、生态环境保护、国际合作以及全球治理的焦点,中国作为一个负责任的大国,在新的时代背景下,必须为南极、北极的保护以及和平利用作出更大贡献。“雪龙探极”工程就是在这一历史背景下诞生的。通过实施“雪龙探极”工程,可以加快我国极地基础设施布局,增强对极地的观测和认知能力,保障极地考察向纵深发展,进一步拓展我国在极地活动的空间。
为了贯彻落实关于编制“十三五”规划的指示精神和统一部署,极地办自2014年2月就启动了《中国极地考察“十三五”发展规划》(以下简称《规划》)的相关工作,2014年组织开展了《规划》的前期研究,编制了极地考察领域“十三五”规划的重大项目、重大工程和重大政策以及极地领域“十三五”海洋事业发展基本思路,也就是“雪龙探极”工程。在前期工作的基础上,2014年12月31日,极地办组织召开了《规划》编制预备会,讨论了《规划》编制工作方案、编写大纲和相关时间安排及任务分工。[64]
2015年1月13日,极地办组织召开了《规划》编制领导小组会议,宣布了领导小组的成立及其人员组成,并对《规划》大纲(草案)进行了讨论。会后,极地办根据会议指示精神编制了极地考察“十三五”发展规划编写工作进程安排,并发给各有关单位执行。2月初,根据国家海洋局有关要求,极地办在已开展的《规划》编制工作的基础上,填报了拟以国家海洋局名义印发的专项规划编制工作方案。2—9月,《规划》编写组完成了发展方向和重点研究报告、重大政策研究报告、重大项目(含极地专项)研究报告、重大工程研究报告、《规划》关键指标概要、加强海洋生态环境保护、修复促进海洋经济可持续发展(极地部分)、“雪龙探极”工程相关材料等报告,并征求了局属相关部门和专家的意见,初步形成了《中国极地考察“十三五”发展规划(初稿)》。[65]
2016年是“十三五”规划开局之年,1月22日,全国海洋工作会议在北京召开,会议明确了“十三五”时期海洋工作总体思路,部署了2016年主要工作任务,“雪龙探极”工程的推进,无疑是重点工作之一。“十三五”时期是我国推进海洋强国建设的关键时期。极地工作“十三五”的战略任务是在继续极地研究、科学认知极地的基础上,深入开展极地保护和利用研究:一是把国际极地事务重大问题弄清楚,深入研究南、北极在全球气候系统,以及全球政治和经济发展中的作用,为国际极地治理作出贡献。二是把极地的环境本底和气候变化趋势搞清楚,开展南、北极未来的气候动力学与生态系统响应预测研究,为应对全球气候变化和保护极地生态环境提供政策、措施等公共产品。三是围绕极地大气、海洋、冰盖、生态、日地相互作用和气候变化规律、南极天文等极地科学前沿问题深入开展科学研究,在预测全球气候变化和探索宇宙起源等重大问题上作出贡献。四是积极开展极地环境、生物基因和北极航道等利用研究,科学认识极地环境与社会的脆弱性和恢复力,有效支撑南、北极可持续发展。[66]
2016年3月17日,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》发布,明确阐述了“雪龙探极”工程的目标和建设内容:“在北极合作新建岸基观测站,在南极新建科考站,新建先进破冰船,提升南极航空能力,初步构建极地区域的陆-海-空观测平台。研发适用于极地环境的探测技术及装备,建立极地环境与资源潜力信息和业务化应用服务平台。”[67]
2016年10月25日,“雪龙探极”重大工程报告编制工作会议在北京举行。会议围绕“雪龙探极”重大工程报告编制有关工作和极地工作发展方向等问题进行研讨。会议明确,在“十三五”期间,极地工作要尽快适应经济社会的快速发展,应对国内外形势的变化,满足国家重大战略的需要,以“雪龙探极”重大工程为契机,调动各方面的力量来做好极地工作。就下一步如何编制“雪龙探极”重大工程报告提出了明确要求:报告中的重要任务要紧密围绕国家战略需求和国际前沿技术设定,注重战略性和目的性,为回答国家关于极地战略、科学、经济、发展等问题提供有力支撑。与会代表积极谏言献策,提出了很多有关“雪龙探极”重大工程报告编制和在极地领域未来发展的想法与建议,并对参与编写人员进行了明确。[68]
随着“雪龙探极”工程的实施,我国南极考察进入新境界,迈向国家战略需求、转向国产装备化、转向国际治理的“三个重要转变”思想开始指导考察实践行动。2018年10月,2018年中国极地科学学术年会在厦门召开,极地办再次强调,增强对极地的认知是人类和平与进步事业的需求所在,目前对极地认知不足,因此“雪龙”必须“探极”。其主要原因在于,极地在气候系统中占有至关重要的地位,对气候变化的影响和响应发挥着举足轻重的作用。由于观测研究的不足,加上极地的特殊性,导致对冰盖变化、大气-海洋-冰相互作用、极地与中低纬度气候相互作用等过程的机理认知不足,数值模式对极地系统许多关键过程的模拟能力有限,直接影响数值模式对极地和全球变化预测的准确性。秦为稼表示,应尽快加强极地观测技术研发能力,提高极地观测时空分辨率,发展新一代数值模式,对极地系统的认识逐步达到对中低纬度过程的认知水平,从而使气候模式对未来温度的预测在极区逐步收敛,减小预测的不确定性。除应对气候变化外,地球系统科学的极地认知也必须继续深入研究。国家在“十三五”期间规划了“雪龙探极”重大工程,将围绕对极地的认知,提高科研能力;围绕南、北极观测网建设,提升探索能力;围绕站船机建设,大力提升投送能力;围绕站、船相互之间通信系统建设,有效提高数据传输和实时监控能力;围绕应用系统建设,加强信息综合处理与应用能力。“雪龙探极”重大工程的核心思想,是提高科学观测的业务能力和提高极地科学研究活动的综合支撑能力。[69]
“雪龙探极”工程自2016年启动以来,取得了很大的成绩,目前仍在深入推进过程中。下面依据第34次和第35次南极考察简报,管窥“雪龙探极”工程启动以来取得的科学成就。
第34次南极考察围绕“雪龙探极”工程建设和南极环境业务化调查评估两大任务,取得了以下重要进展[70]。
(1)完成我国第5个南极考察站在罗斯海地区维多利亚地恩克斯堡岛的选址奠基与工程建设前期准备,为我国第5个南极考察站的建设迈出里程碑的一步。本次考察登陆原始荒凉的恩克斯堡岛,开展新站工程建设前期准备,将3台重型工程装备部署上岛,开展了站区勘察工作,完成了新站营地、道路、堆场和临时码头建设,并设置观测小屋开展企鹅调查和栖息地环境监测。
(2)实施南极海洋和陆地环境业务化考察,开辟罗斯海和阿蒙森海2个新的调查海域。围绕南极海洋和陆地环境,本次考察实施了23项业务化调查任务,海洋环境调查开辟了2个新的调查海域,在南极普里兹湾、罗斯海、阿蒙森海及沿“雪龙”号破冰船航线,围绕国际关注的海洋微塑料、人工放射性核素、碳循环与海洋酸化、重要水团与环流、海洋生态系统等问题开展了业务化调查。在南极海域检测出微塑料,未检测出人工放射性核素,揭示了人为因素造成的塑料污染已经远达南大洋;开展了阿蒙森海环境调查,覆盖海域530 000平方千米,精密勘察海底地形1 800平方千米,在西经126°经线上建立了一条我国南极纬度跨度最大(1 420千米)的全深度海洋调查断面,有助于完整揭示绕极深层水上涌和向陆架入侵过程,为西南极冰架加速融化提供了直接观测证据。本次考察实施了罗斯海环境调查,覆盖海域100 000平方千米,精密勘察海底地形6 000平方千米。本次考察在南极长城站和中山站等地区完成了气象、大气、海洋、生态、地球物理、空间物理观测以及冰川、冰架和地质调查等33项陆地环境调查科考任务。
(3)“雪鹰601”号固定翼飞机首次投入业务化应用,完成南极第三大冰架——埃默里冰架航空遥感调查。“雪鹰601”号固定翼飞机执行航空调查、国际合作、后勤保障任务,开展伊丽莎白公主地冰盖/冰架调查飞行21架次,总测线航程超过45 000千米,覆盖东南极冰架系统、冰下山脉、冰下湖泊以及深部峡谷系统等,获取了埃默里冰架高质量的航空冰雷达、航空重力和航空磁力数据。我国科研人员揭示了绕东南极伊丽莎白公主地冰下湖的特征,观测显示冰下湖区域具有明显的地热通量异常。
(4)与新西兰合作,在南极阿代尔角实施保护南极百年历史遗址的修复工程。为修复人类在南极大陆建造的最早建筑之一,中国方面与新西兰合作在阿代尔角建立了临时营地,合作完成保护南极重要历史文化遗址,积极履行了作为南极条约协商国,保护南极环境和历史遗址的责任与义务。
第35次南极考察围绕“雪龙探极”工程建设和南极环境业务化调查评估两大任务,取得了以下重要进展。[71]
(1)在泰山站建成我国南极首个雪下工程,我国内陆考察保障和支撑能力取得新突破。考察队在泰山站新建我国南极首个279.8平方米的雪下工程建筑,完成站区能源供给、取暖保温、融雪供水及污水处理、消防监控等系统的建设和集成,初步建成了极端气候环境下南极内陆风能-太阳能组成的新能源系统,取得光伏电池、风力机组、低温部件、特种材料的关键技术突破,对新能源在我国南极考察站的推广应用具有重要价值。
(2)首次于阿蒙森海东区开展综合调查,发现可能存在磷虾繁殖地等成果。考察队首次在阿蒙森海东区实施多学科综合调查,在罗斯海和阿蒙森海海域总计实施6个断面19个站位的综合调查,对罗斯海和阿蒙森海东侧海域夏季海洋的基本特征、生态环境等有了基本了解。考察队初步发现阿蒙森海东侧彼得一世岛周边有大量的海豹群,总数在500只以上,可能存在磷虾繁殖地,为帮助科学界探寻南极磷虾繁殖地之谜提供了重要线索;考察队首次成功应用我国自主研发的痕量金属采集方法,初步探明阿蒙森海浮游植物生物量总体低于罗斯海,但在特殊海域生物量很高,浮游植物对铁的响应高于罗斯海。
(3)“雪鹰601”号固定翼飞机开展关键区域科考飞行,发现可能获取最古老冰芯的新区域,航空保障能力显著提高。“雪鹰601”号固定翼飞机成功完成东南极冰盖冰脊B地区探测,发现冰盖深部完好保存了超过100万年的连续冰层结构,冰脊B地区成为最有可能获取150万年冰芯气候环境记录的新区域。中国科学家首次成功完成空投海洋温盐深剖面仪试验,使我国成为少数几个掌握此项技术的国家,为南大洋冰区海洋观测提供关键技术手段。中山站冰盖机场雪面跑道完成建设并投入试运行,实现“雪鹰601”号固定翼飞机的平稳起降。中国科学家成功获取中山站附近蓝冰区域航空遥感和现场勘查数据,为我国未来在南极建设满足大飞机起降条件的洲际航空机场奠定重要基础。“雪鹰601”号固定翼飞机6次成功起降泰山站,再次成功起降昆仑站,代表我国已具备独立的内陆后勤业务保障飞行能力。
(4)基础研究和核心技术研发取得一批新突破,正重塑我国南极考察优势学科和前沿领域格局。
①在西风带关键海域成功布放我国首套、全球第3套观测浮标,标志着我国在极端环境下的浮标技术达到国际领先水平,显著提高我国南大洋海-气相互作用观测能力。
②首次在罗斯海进行了我国自主研制的极地水下机器人试验,并获得成功,这为南大洋综合调查提供了重要技术和装备支撑,极大提升我国南大洋综合观测能力。
③在中山站完成我国首台极区中高层大气激光雷达安装并投入运行,实现我国南极中高层大气三维风场和温度昼夜连续观测,填补了极隙区相关观测的国际空白,有效提高对极区大气空间环境的探测能力。
④我国自主研制的极地冰盖及冰下基岩钻探装备首次在南极试验应用,成功获取南极冰芯样品和岩芯样品,使我国成为世界第三个拥有冰下基岩钻探核心技术和装备的国家,大大促进极地冰盖演化、冰下环境和地质等前沿科学的发展。
⑤首次在中山站—昆仑站冰盖断面开展高精度地面绝对重力观测,获取10余个点位观测值,这有助于加深人们对南极地质和冰盖结构的认识。
⑥首次在昆仑站安装太阳多色望远镜,利用昆仑站高纬度、大气透明度好的优势,实现24小时连续太阳活动观测,为加深理解日地关系奠定了观测基础。
⑦新一代南极长城站地震台完成改建并运行。改建后,地震台有远程实时监控能力和数据传输功能,将有效提升我国在南极的地震监测能力。
“雪龙2”号破冰船的入列,是2019年我国第36次南极考察最鲜明的成果,也是吸引全世界关注的主要亮点,更向国际社会展示了“双龙探极”的中国力量。“雪龙2”号破冰船在南极破冰开道,大显身手。据《中国海洋报》报道:2019年11月19日,中国南极考察船队相距拉斯曼丘陵尚有200千米,已进入普里兹湾外围密集浮冰区,厚度超1米的巨大冰块成为船队前往中山站的第一个“拦路虎”。“雪龙”号破冰船面对前方几乎望不到边际的高密度浮冰阻挡,行进十分吃力。它的航速已降至3节,并不时调整航向,试图寻找薄弱处破冰前行。这是“雪龙”号破冰船多年来极地冰区行进中常见的一幕。但今非昔比,“雪龙”号破冰船不再孤军奋战。在相距“雪龙”号破冰船1海里处,另一个红色身影始终相伴,那正是新入伍的破冰生力军“雪龙2”号破冰船,此时此刻它正在发力,意在尽快赶上“雪龙”号破冰船为其破冰开道。面对篮球场大小的密集浮冰区,“雪龙2”号破冰船毫不避让,冲击碾压,所向披靡;当遇到多层叠加的大面积冰墙阻挡,“雪龙2”号破冰船则使出艏艉双向破冰绝技,灵活调整方向,毫不减速,继续前进。“雪龙2”号破冰船在完成冰中转向、移位和调头等作业时,显得胸有成竹,得心应手。谈笑间,“雪龙2”号破冰船已经赶在前面,而“雪龙”号破冰船跟随其后,航道畅通无阻。这就是“双龙探极”首度合作的真实写照。为了替“雪龙”号破冰船拓宽航道,“雪龙2”号破冰船多次发挥双向破冰和原地360°自由旋转破冰的功能优势。在积极为伙伴打通航道的同时,“雪龙2”号破冰船也完成了自身实验性破冰任务,一举两得,实在是干得漂亮。以往“雪龙”号破冰船拼老命得走7~8天甚至10多天的这段航程,如今3~4天就已到达预定位置。北京时间2019年11月22日,船队已经抵达中山站陆缘外围的固定冰区(冰层稳定坚实,直至陆岸),“雪龙”号破冰船上各部门启动吊车,打开舱门,摆开架势,发挥其装卸功能优势,积极准备展开冰上物资卸运。上午,“雪鹰12”号直升机从“雪龙”号破冰船直接起吊,飞向中山站,正式拉开了卸货序幕。与此同时,“雪龙2”号破冰船正朝神州湾方向默默开始了新的破冰之行。11月23日,4辆雪地车拉着8架雪橇,排成一列,从“雪龙”号破冰船出发,浩浩荡荡,朝向10千米外的中山站进发……我国第36次南极考察期间,“雪龙”号与“雪龙2”号紧密配合,安全高效地完成冰区航程,使船队得以从容展开经陆缘冰向中山站卸运物资器材的任务,并圆满成功。[72]此次“雪龙2”号破冰船初试牛刀,经受了实践检验,成绩斐然,这预示着“双龙探极”在后续我国极地考察中,必将发挥其现代化先进装备的强大功能,确保我国极地科学家们取得更为辉煌的科学研究成果,并有力助推我国极地事业蒸蒸日上,走在世界前列。
【注释】
[1]国家海洋局.2009年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2009:16.
[2]同上。
[3]国家海洋局.2011年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2011:122.
[4]国家海洋局.2009年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2009:86.
[5]同上,第94页。
[6]国家海洋局.2011年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2011:115.
[7]国家海洋局.2011年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2011:116.
[8]同上,第123页。
[9]国家海洋局.2011年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2011:122-123.
[10]国家海洋局.2012年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2012:14.
[11]同上,第96页。
[12]国家海洋局.2012年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2012:106.
[13]同上。
[14]国家海洋局.2013年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2013:9.
[15]国家海洋局.2013年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2013:102.
[16]国家海洋局.2014年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2014:115.
[17]国家海洋局.2014年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2014:115.
[18]同上。
[19]国家海洋局.2015年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2015:68.
[20]陈瑜.我国自主建造首艘破冰船名叫“雪龙2”[N].科技日报,2017-09-27(1).
[21]刘诗平.首艘“中国造”极地破冰船下水[N].人民日报,2018-09-11(4).
[22]张建松.“雪龙2”号极地科学考察破冰船首次“回家”[EB/OL].(2019-07-24)[2020-10-30].http://www.xinhuanet.com/2019-07/24/c_1124793992.htm.
[23]新华社.国务院副总理李克强对我极地考察工作作出重要批示[EB/OL].(2011-06-21)[2020-11-10].http://www.gov.cn/ldhd/2011-06/21/content_1889790.htm.(www.daowen.com)
[24]国家海洋局.2011年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2011:120.
[25]国家海洋局.2011年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2011:120.
[26]同上,第121页。
[27]国家海洋局.2012年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2012:11.
[28]国家海洋局.2012年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2012:104-105.
[29]国家海洋局.2012年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2012:105.
[30]同上。
[31]国家海洋局.2013年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2013:100.
[32]同上。
[33]国家海洋局.2013年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2013:100.
[34]同上。
[35]国家海洋局.2014年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2014:113.
[36]国家海洋局.2014年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2014:114.
[37]同上。
[38]同上。
[39]国家海洋局.2015年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2015:15.
[40]国家海洋局.2015年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2015:50.
[41]同上,第50-51页。
[42]同上,第53页。
[43]国家海洋局.2015年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2015:54.
[44]同上,第56-57页。
[45]国家海洋局.2012年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2012:103.
[46]张保淑.筹建“第五站”中国迈向极地考察强国[N].人民日报海外版,2017-11-22(10).
[47]国家海洋局.2013年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2013:98.
[48]同上。
[49]国家海洋局.2013年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2013:11.
[50]同上,第99页。
[51]国家海洋局.2014年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2014:112.
[52]国家海洋局.2014年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2014:112.
[53]国家海洋局.2014年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2014:20.
[54]新华社.我国南极第四个科考站泰山站今日建成开站[EB/OL].(2014-02-08)[2020-11-12].http://scitech.people.com.cn/n/2014/0208/c1007-24299423.html.
[55]国家海洋局.2014年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2014:113.
[56]同上。
[57]国家海洋局.2015年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2015:68.
[58]同上。
[59]杨舒.我国第五个南极考察站将选址罗斯海[N].光明日报,2016-02-18(6).
[60]杨舒.我国第五个南极考察站将选址罗斯海[N].光明日报,2016-02-18(6).
[61]荣启涵.新考察站选址完成,多名科学家从难言岛安全飞回“雪龙”船[EB/OL].(2017-02-15)[202011-30].http://www.ln.chinanews.com/news/2017/0215/31952.html.
[62]白国龙.中国举行第五个南极科考站选址奠基仪式[EB/OL].(2018-02-07)[2020-12-07].http://www.xinhuanet.com/2018-02/07/c_129808205.htm.
[63]白国龙.中国举行第五个南极科考站选址奠基仪式[EB/OL].(2018-02-07)[20201207].http://www.xinhuanet.com/2018-02/07/c_129808205.htm.
[64]国家海洋局.2015年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2015:67.
[65]国家海洋局.2015年度中国极地考察报告[Z].北京:国家海洋局,2015:67.
[66]刘诗平.“全面实施雪龙探极工程”:访国家海洋局副局长林山青[EB/OL].(2016-11-02)[2020-11-30].http://www.gov.cn/xinwen/2016-11/02/content_5127671.htm.
[67]云行.“十三五”规划之海洋篇[J].卫星应用,2016(6):24-25.
[68]国家海洋局.“雪龙探极”重大工程报告编制工作会议在北京举行[EB/OL].(2016-1028)[202012-10].http://www.gov.cn/xinwen/2016-10/28/content_5125548.htm.
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