图解“雪龙”：南极脱困与救援之路

● 文|北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院 赵天成 惠凤鸣 程晓 姜天宇

图解“雪龙”：南极脱困与救援之路

● 文|北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院 赵天成 惠凤鸣 程晓 姜天宇

2013年12月24日，俄罗斯“绍卡利斯基院士”号（Akademik Shokalskiy，船舶代码：UBNF）科学考察船在南极默茨冰川（Mertz Glacier）西侧的阿德利洼地（Adelie Depression）海域受暴风雪影响被困浮冰区，无法自行脱困，发出国际求救信号。12月25日，中国第30次南极科学考察队极地科学考察船雪龙号（Xue Long，船舶代码：BNSK）在接到求救信号后前往救援，于12月27日到达被困的俄罗斯船只所在海域实施救援。2014年1月2日，雪龙号利用直升机成功将俄被困船舶的52名乘客转移到在浮冰外缘等待的澳大利亚科考船“南极光”号。完成救援后，雪龙号准备撤离时，被困密集浮冰区。经过5日的等待与尝试，雪龙号于1月7日自行成功突围。

在这期间，北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院的极地遥感团队收集了大量的卫星遥感影像，为雪龙号脱困提供了最准确及时的信息服务和决策支撑。这些影像也清晰地记录了雪龙号救援-被困-脱困的全过程。

>> 图1 2013年12月20日中分辨率成像光谱仪（MODIS）可见光影像

俄罗斯“绍卡利斯基院士”号于2013年12月24日被困，被困时事发海域天气情况极差，云层很厚，2013年12月21日至2014年1月1日连续11天的可见光波段的卫星影像数据均无法使用。从12月20日的卫星图像上可以看出（见图1），事发前附近海域东部的碎浮冰较多。虽然有抗冰能力的船只驶入没有问题，但在几日后天气状况恶化时，这些浮冰成为围困俄船的“罪魁祸首”。

2014年1月1日，事发海域上空的天气系统即将散去，从卫星雷达影像上看（见图2），雪龙号在密集的浮冰中艰难靠近俄船，但强劲的东风已经将海面的碎浮冰聚集过来，将两船重重包围，动弹不得。此时雪龙号距离最近的清水区距离约20km。

>> 图2 2014年1月1日雷达卫星（RadarSat-2） 雷达影像

>> 图3 2014年1月2日 MODIS可见光影像

2014年1月2日，事发海域上空的天气系统完全散去，出现了难得的晴天。雪龙号利用船载的卡-32直升机将俄船52名乘客分7个架次救出，但此时雪龙号由于海冰围困已难以撤离，宣布被困。与12月20日时相比，可以发现由于风向和潮汐等原因，之前零散的碎海冰大量聚集，在雪龙号和俄船的东侧形成了厚实的密集浮冰区，阻挡了雪龙号进一步接近救援俄船或撤离的路线。这也是雪龙号决定派出直升机实施救援的主要原因。

2014年1月3日，浮冰带东侧没有更多的海冰聚集过来，但浮冰区被进一步压实，雪龙号与最近清水区的距离缩小，但突围难度更大。潮汐作用使得浮冰带中的原先位于雪龙号东南侧的大冰山在一天之内快速移动至雪龙号的正北，不再对雪龙号向东突围造成威胁。

>>图4 2014年1月3日 RadarSat-2 雷达影像

>> 图5 2014年1月高分辨率雷达影像

2014年1月5日，冰区外缘线进一步后退，并且在东侧浮冰的表面出现了大量的小水塘，说明此处的海冰已经开始向北漂散且开始融化，雪龙号突围的机遇即将到来（见图5）。

而快速漂流的大冰山已经绕过雪龙号，逐渐向北远离。冰山能在冰区内快速漂流，说明这部分冰区没有想象的那么坚实。

>> 图6 2014年1月6日 RadarSat-2 雷达影像

2014年1月6日，盛行了数日的东南风减弱，浮冰开始分离扩散，浮冰的厚实程度开始降低（见图6）。而从1月7日凌晨开始，风向转为西风。西风将使临时聚集起来的海冰进一步分散，帮助雪龙号突围。

2014年1月7日，期盼已久的西风到来，浮冰区发生了快速扩散和裂解，雪龙号开始突围。然而由于雪龙号的船头指向西北，与浮冰薄弱的方向正好反向，加上雪龙号只能前向破冰，因此从凌晨3时到中午13时之间的近10个小时内，雪龙号只艰难前进了很短的距离，扩大了周边的活动范围（见图7）。7日下午14时，最新的遥感影像显示，雪龙号东南方向出现了大片清水区，海冰较为薄弱，因此建议其向东侧突围。17时，雪龙号成功调转船头，朝向东南方向突围，仅用时不到一个小时即离开浮冰区，驶入清水区。

>> 图7 2014年1月7日 MODIS可见光影像

从雪龙号救援-被困-突围的过程可以看出，卫星遥感具有实时、动态、大范围的观测优势，在自然条件十分恶劣的极地区域，遥感是监测海冰变化的最佳技术手段。极地气象和水文环境多变，海冰情况变化复杂，及时准确的卫星遥感图像将为南北极海域行船提供精确的导航服务。同时，本次卫星遥感帮助雪龙号突围，也体现出卫星遥感技术在重大突发事件应急处置中具有不可取代的地位。