北极的冬季是黑暗与严寒的世界,因而以往的北极考察都于夏季开展,世界上极少有冬季考察的机会,人们对北极冬季的认识相当有限。2007年-2008年,加拿大组织了“环北极开放(冰间)水道(Circumpolar Flaw Leads system study, CFL)”研究计划,进行了为期一年的北极现场考察。在一年间的8个考察航次中,中国海洋大学参与了其中3个。其中第4、5航次覆盖了极夜期间,第8航次为夏季。
中国海洋大学赵进平教授和博士研究生李涛在2007年11月参加了为期6周的第4航次。科考队员携带近100公斤的装备下到冰面,包括人造光源、观测仪器系统、计算机、发电机、冰钻机、冰下转向连杆等,在极夜中进行光学试验。科考队员们于极度寒冷的极夜中冒着遭遇北极熊的危险,每天两次到达冰面,每次作业2-3小时。本次考察中对不同厚度海冰衰减系数的人造光源试验在世界上实属首次,本次考察还进行了世界上首例光在海冰中侧向衰减的试验,取得了大量的数据和丰硕的研究成果,大大丰富了人们对海冰光学的认识。
图1阿蒙森号(Amundsen)破冰船
图2 中方人员和考察首席合影(左起赵进平,D. Barber,李涛)
图3 极夜期间海冰人造光源光学观测
2007年12月,李涛带领赶来的两位博士研究生李淑江和李翔参加了为期6周的第5航次。中国海洋大学团队继续开展大量冰面光学观测,并对积雪进行了大量专业观测,深入研究了积雪对透射辐射的影响。从11月极夜伊始,到1月阳光抵达,海大人终日在冰面观测。
2008年7月为了比较冰间水道等冬季和夏季的差别,中国海洋大学博士研究生郑少军和硕士研究生陈志华加入到CFL第8航次,在海冰即将化尽的夏季进行了大量海洋与海冰观测。
在整个研究计划的各个航次中,中国海洋大学科考团队共进行海冰透射观测92例,海冰侧向散射试验12例,积雪透射试验9例,雪堆散射试验10例,冰下CTD观测52例。
2009年11月,中国海洋大学科考团队参加 CFL总结大会,其取得的成果得到项目首席科学家的高度评价,认为是CFL最主要的成果之一。作为中国科学界在北冰洋的第一次越冬考察,队员们积累了宝贵的冬季极夜状态下的冰上海上作业经验,开启了极地考察事业的新篇章。
上图:正在工作间对设备进行改造的赵进平教授。在观测过程中因为之前缺少极夜期间海冰和海洋作业的经验,导致部分设备零件在极夜酷寒条件下出现极易出现故障,好在船上有专业的加工设备间,可以因地制宜根据需要及时调整设备结构,保障观测任务顺利进行。
(通讯员:王鑫)