路涛
8月的北极正值夏季,此时也是一年中海冰的快速融化期。近40年来,北极海冰面积快速减退,是地球表面发生的一个显著变化,这也成为北极科考的重要课题之一。冰站作业,便是现场开展北极海冰研究的主要途径。
何谓冰站作业?简单来说,就是依托浮冰开展的作业,作业人员离开母船前往附近一块相对平整结实的浮冰,按照预定计划开展工作。通常,队员要在冰上进行六七种学科的现场观测、样品采集等工作,学科种类涵盖海冰物理、冰面气象、水文、光学、生物和化学等。
冰站作业分为短期和长期两种。依据自然资源部批复的《中国第九次北极科学考察现场实施计划》,“九北”期间将设置长期冰站1个(可作业10天),短期冰站7个(每个可作业4~6小时)。冰站作业期间,考察队员将全面观测海冰融化过程中大气、海冰和上层海洋的多要素参数,为研究北极海冰快速变化及其机理获取完整的科学数据,同时开展与冰下生态过程动态变化有关的化学、生物等参数考察,实施业务化观测。
作为冰站作业的重要支撑,海冰的选择至关重要。海冰的厚度要求至少在2米左右,冰面须是大片、平整的,兼有融池和冰脊,也就是说可供考察的要素要全面。另外,冰面周圍还要有一片较为宽敞的水域,方便“黄河”艇(“雪龙”船所载的用来运送作业人员的船)行驶靠岸,还有比较重要的一点是,通过瞭望看不到海豹或北极熊的踪迹,安全性较高。进入冰区后,选择海冰就成了考察队的一项重点工作,能同时满足上述各种要求的冰面往往是可遇而不可求的。
北京时间8月11日6时,在北纬79°13′、西经168°49′的位置上,考察队选择了一块海冰,决定在此开展首次短期冰站作业。21名科考队员和2名记者身穿防寒服、救生衣,携带一箱箱的仪器设备,乘坐“黄河”艇前往作业区。一到作业区,考察队员便立即拿出仪器设备,陆续走到各自的作业面,开始争分夺秒地作业——有的测量冰面短波辐射反射率,有的钻取冰芯,有的实施大气观测,还有的队员趴在寒冷的冰雪上,测量融池的面积、温度和盐度。
值得一提的是,在冰上进行观测、测量、采集样品等工作通常需要采取不同的姿势,比如:测量融池的光反射率,需要队员完全趴在冰雪上,手拿仪器,伸至融池的边缘,一动不动地保持这个姿势很长时间;钻取冰芯需要两三个人配合,用冰芯钻使劲从冰面往下钻,直钻到冰底,这样获取的冰芯才符合样品要求,钻的过程中冰花四溅,队员的衣服和鞋子都会被冰水打湿;布放冰浮标,前期和后期都要整理冰雪,因此,队员经常要跪在冰上工作,有时为了操作方便,甚至不戴手套徒手进行……冰站作业的艰辛程度由此可见一斑!
首次短期冰站作业共涉及7个学科的内容,包括海冰物理、冰面气象、水文、光学、生物、化学和声学。队员们在冰上工作了8个小时,按计划完成了所有学科项目所需的现场观测和样品取样工作,成功开展了海冰物质平衡浮标布放、海冰物理冰芯采集、海冰温度链浮标布放、光学观测、生物和化学冰雪样品采集等多项科考作业。
8月12日,考察队迎来了第二个短期冰站作业日。队员们一上冰,就好像在与时间赛跑一样,抬设备、搬箱子、拉仪器,迅速投入各自的工作,有钻冰芯的、有观测气象的、有测量融池的、有布放冰浮标的……此次冰站作业内容涉及海冰物理、冰面气象、水文、生物和化学,共5个学科。北极的海冰上,风啸雪舞,寒冷异常。茫茫冰原上,中国科学家紧张忙碌的身影、忘我的工作状态,常常令我感慨不已。
从8月11日至9月2日,考察队共开展了9次短期冰站作业和1次为期3天的长期冰站作业。在考察现场,队员们克服了北冰洋高纬度区域海冰高度密集、沿航线天气复杂多变等困难,最终安全圆满地完成了全部冰站考察任务。