破冰北极点

焦雨辰

2023年7月，中国科学技术大学环境科学与工程系、极地环境与全球变化安徽省重点实验室特任副研究员乐凡阁，作为中国第13次北极科学考察队队员，前往北极开展北冰洋大气化学组分的走航观测工作。此次北极科考，是中国科考队首次整体到达地球的最北端——北极点。

为何此时去北极

2023年7月12日，中国第13次北极科学考察队乘坐“雪龙2”号极地科考破冰船从上海出发，9月5日到达北极点，9月27日返回上海，历时78天，总航程1.5万余海里。

为什么选择在这个时间段去北极？乐凡阁解释，主要是由于该时段正值北极夏季，大量北冰洋海冰开始融化，海冰消失或变薄，为破冰船在冰区的行驶创造了有利条件。此外，北极的夏季气温相对较高，又伴随极昼现象，也有利于露天科考工作的开展。

此次北极科考期间，北冰洋的气温多在0℃上下，冷的时候气温约为零下9℃，这实际上比中国很多地方的冬天还要暖和。由于科考船内实现了空调全覆盖，因此科考队员在室内仅需穿一件短袖加一件外套。当队员们去室外采集样品或做现场观测及实验时，就会穿上科考队配发的厚重保暖服，俗称“企鹅服”。它能经受零下70℃的严酷考验，并且外层采用较为结实的、具有防水性能的材料，非常适合极地野外科考作业。在风雪天气时，队员们还会全副武装，戴上配发的棉帽、面罩、手套，穿上雪地靴等保暖装备。

过去数十年来，在温室效应导致的全球气候变暖背景下，北极的增暖幅度达到全球平均水平的2至3倍，成为全球气候变化最敏感的地区之一。而北极大气气溶胶的传输、生成、排放，对北极气候的调控有着重要作用。

此外，由于诸多环北冰洋陆地河流的汇集及陆源大气传输，加上低温环境下冻土、海冰介质等的封存作用，使得北极成为北半球环境污染物输入的重要汇集区。

在此次北极科考中，乐凡阁重点对极地气溶胶及大气、海洋污染物开展观测采样工作。观测工作包括对北冰洋大气自表层至高空1万米左右的垂直断面，开展大气气溶胶激光雷达走航连续观测，痕量气体及大气、表层海水汞的在线高分辨观测等；采样工作包括大气气溶胶颗粒及其前体物——挥发性有机化合物的现场采样，以及自表层至近底层海洋垂直剖面海水的采集等。

根据对采集数据的初步分析，乐凡阁发现夏季北冰洋粗气溶胶颗粒的浓度高值主要集中在1000米以下的低层大气，初步判断可能与北冰洋海盐气溶胶排放有关。3000至6000米高空大气的气溶胶传输过程也较为频繁，其来源以及气候、环境效应值得关注。

此外，基于海洋及大气污染物汞的走航同步观测进一步显示，夏季北冰洋边缘冰区很可能是北极大气汞的重要来源。下一步，乐凡阁将对北冰洋气溶胶及污染物的迁移、转化机制及其气候、环境效应开展深入探究。

南极北极大不同

乐凡阁说，在中高纬度海域时，他们常常能看到成群的海豚及海鸟，偶尔还可以遇到鲸鱼。但进入北极圈后，由于环境比较恶劣，大面积的海冰覆盖，沿途的生物少了许多，一般只有零星几只海鸟。

而作为北极标志性物种的北极熊，在整个科考期间只出现过两次，乐凡阁见过一次，那是航次里第一次有北极熊出没。那头成年北极熊离船大概有三四百米远，它胆子较小，看到“雪龙2”号这个庞然大物时，就迅速逃离了。

第二次遇到北极熊，大概是在当地时间凌晨1点，这导致包括乐凡阁在内的很多队员都没看见。据亲眼见过的队员描述，这次遇到的是北极熊一家子，一头母熊带两头小熊出现在船头位置，离船比较近，大概只有不到100米。

2017年11月，当时还是硕士研究生的乐凡阁参加了为期6个月的中国第34次南极科学考察。作为同时参加过南、北极科考的队员，乐凡阁说北极和南极在体验方面有两大不同。第一是南极沿途可以碰到很多生物，有企鹅、海豹、虎鲸等，让人感受到南大洋的勃勃生机；而北极的生物则少很多，一般只有零星几只海鸟，北极熊的出现也是极低概率事件。第二是南极有南极大陆。南极科考时，沿途可以欣赏远处南极大陆的风景，在中国南极中山站等站区补给期间，队员们可以踏上南极大陆，亲身感受这片地球最南端大陆的土地与空气。而北冰洋科考时始终只能与海为伴，没有登上陆地的体验。

到达北极点是意外之喜

乐凡阁说，此次北极科考一个具有里程碑意义的事件便是“雪龙2”号极地科考破冰船克服多重困难，于2023年9月5日13时55分搭载中国第13次北冰洋科学考察队到达北极点。

在此之前，中国科考队从未踏上过这个具有地理象征意义的位置。此次科考也并未把到达北极点列为任务。“其实，最初并没有计划去北极点。但是前期我们各个组的工作比较顺利，节省出了一部分时间，为后面冲击北极点提供了一个时间窗口。”乐凡阁说。

9月5日，天气晴，冰情条件比较合适，这为破冰船的驶入提供了有利条件。“当时温度比较高，冰融化了很多，我们一路通过冰间的水道北上，前进速度很快。”提及当时的场景，乐凡阁非常激动。

通过本次在北极点的实地考察，科考队发现北极点区域实际上是典型的浮冰区环境，景色平平无奇，与北冰洋其他区域没有明显的特征差异。但到达北极点意义重大，不仅刷新了中国航海最北纪录，积累了宝贵的极地航行和应对设备故障的经验，而且科考队在北极点区域重点围绕大气、水文、生物及海冰情况开展冰站调查和海洋综合调查作业，填补了该区域调查数据的空白。

科考队还在北极点举行了庆祝活动。乐凡阁与队友们一起绘制了北极点纪念路标，上面标注了北极点到各位科考队员家乡或工作地点的直线距离。

自1998年中国科大极地环境研究室教授孙立广和博士生谢周清首次参加中国第15次南极考察以来，实验室已陆续派出近70人次参加中国南北极科学考察，取得了一系列创新性科研成果。相关论文先后在《自然》等期刊发表。2017年，中国科大极地环境研究室获批成为极地环境与全球变化安徽省重点实验室。

极地是全球变化的敏感区域。未来，中国科大还将进一步推动国产先进装备在极地环境观测和探测中的应用，获取高时空分辨率的大气、海洋、海冰和生态要素数据，结合地质记录的历史重建，深入认识极地多圈层的相互作用过程和机制。

责任编辑：丁莉莎