摘要 : 在北極圈內(nèi)斯匹次卑爾根群島的新奧爾松,坐落著我國首個北極科學考察站——中國北極黃河站。
在北極圈內(nèi)斯匹次卑爾根群島的新奧爾松,坐落著我國首個北極科學考察站——中國北極黃河站。
黃河站于2004年建成,是我國繼南極長城站、中山站之后的第3座極地考察站。2019年10月,黃河站被自然資源部列為野外科學觀測研究站,成為“北極黃河站地球系統(tǒng)科學野外科學觀測研究站”,依托單位為中國極地研究中心。
黃河站成立以來,我國科學家在此深入開展北冰洋海洋、海冰與大氣相互作用等一系列綜合調(diào)查,獲取了大量寶貴數(shù)據(jù)和樣品,為研究北冰洋海洋環(huán)境快速變化及其生態(tài)和氣候效應問題,進而研究北極氣候變化及其對我國氣候的影響機理提供了第一手資料,進一步提高了我國北極科學研究水平和創(chuàng)新能力,我國在國際北極事務中的影響力也逐步增強。
從無到有的黃河站
1999年,中國完成首次北極科學考察,已經(jīng)具備北冰洋考察能力。但是在北極仍然沒有立腳點。因此,在北極建設自己的科學考察站成了中國北極考察事業(yè)發(fā)展的重中之重。
北極是全球變化科學研究的前沿區(qū)域,在北極建立科學考察站將為我國開展相關科學研究提供一個基礎性的支撐平臺,為開展全球氣候變化及其對我國氣候和環(huán)境的影響、日-地能量傳輸?shù)戎卮罂茖W問題研究提供基礎數(shù)據(jù),對提高我國基礎科學、應用技術研究水平和實施國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
與南極洲不同,北極不是大陸,其核心區(qū)域是被冰雪覆蓋的北冰洋,在漂浮的海冰上并不適合建立常年有人值守的考察站。而北冰洋周圍的陸地,包括所有的島嶼早已被環(huán)北極國家并入了版圖。但是,歷史給中國人留下了一個機遇。
斯匹次卑爾根群島在12世紀由挪威人最早發(fā)現(xiàn),1920年,英國、美國、挪威等18個國家在巴黎簽訂《斯瓦爾巴條約》,將整個群島的主權劃給挪威。1925年,中國、蘇聯(lián)、德國、芬蘭、西班牙等33個國家也加入了該條約。根據(jù)條約,我國作為《斯匹次卑爾根群島條約》締約國,擁有條約中規(guī)定的包括科學考察在內(nèi)的相應權利,這使我國在挪威該地區(qū)建立科學考察站具有了法律依據(jù)。
2004年7月28日,我國正式在斯匹次卑爾根群島建立黃河站,成為第8個在這里建立北極科考站的國家。黃河站的建立,完成了我國南北兩極考察站的初步布局。
2005年,我國被接納為新奧爾松科學管理委員會第8個正式成員;2007年,成為北極理事會特別觀察員國;2013年,成為北極理事會的觀察員國,發(fā)布了《中國的北極政策》白皮書,明確提出中國作為“近北極國家”是北極事務的重要利益攸關方。
北極考察的重要支撐
自2004年中國第一支北極考察隊遠赴新奧爾松至今,黃河站已建設成為一座在北極地區(qū)跨學科、功能完善、開放式的綜合考察研究基地。
黃河站主體為一棟兩層建筑,總面積為567 平方米,包括分析實驗室、生態(tài)與冰雪環(huán)境監(jiān)測實驗室、空間大地測量與大氣環(huán)境監(jiān)測實驗室、極光觀測室、儲藏室、屋頂平臺和觀測小屋等,建筑外設有觀測場地。站上已配備基本的高空物理觀測設備、生態(tài)環(huán)境樣品預處理設備、氣象觀測設備、大氣氣溶膠及污染物采樣設備、衛(wèi)星大地測量設備和公共實驗平臺等。
來自自然資源部有關機構和國內(nèi)科研院所、高校的研究人員,在這里開展了多個專業(yè)方向的科學監(jiān)測及研究工作,并取得了一系列科學成果。據(jù)統(tǒng)計,2004年~2019年期間,黃河站共支撐保障240余個考察項目的執(zhí)行,住宿考察人員600余人次。
在氣象與大氣環(huán)境監(jiān)測方面,黃河站開展了包括風速、風向、氣溫、氣壓、濕度、能見度、云量、天氣現(xiàn)象、四分量輻射和湍流通量等以及大氣內(nèi)持久性有毒物質(zhì)的觀監(jiān)測,以了解新奧爾松地區(qū)的基本氣象要素及大氣污染物的分布,為全球氣候變化及污染物分布狀況提供基本資料。
在海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測方面,黃河站開展了包括對冰川融水及近岸海域常規(guī)站位不同層深中的溫度、鹽度、營養(yǎng)鹽、葉綠素、浮游生物多樣性觀監(jiān)測,以及海水和沉積物中持久性有毒物質(zhì)的采集與分析,了解近岸海域浮游生態(tài)系統(tǒng)的組成和變化,為極地海洋生態(tài)環(huán)境對全球氣候變化的響應提供基本資料。
在陸地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測方面,黃河站開展了土壤生境基礎要素,包括溫度、濕度、pH值及土壤中環(huán)境營養(yǎng)因子和理化性質(zhì)濃度等,土壤及生物體內(nèi)持久性有毒物質(zhì),以及土壤微生物多樣性及陸地植被多樣性的監(jiān)測研究,并對生物基因資源和微生物物種資源進行采集分析,同時對淡水湖泊中沉積物的元素分布和污染物狀況進行了分析,了解陸地生態(tài)系統(tǒng)的組成和變化,為極地陸地生態(tài)環(huán)境在全球氣候變化下的變遷提供基本資料。
在空間環(huán)境監(jiān)測方面,黃河站開展了包括地磁場活動、電離層活動及極光活動監(jiān)測與研究,為空間環(huán)境預報提供物理依據(jù),探索近地空間環(huán)境的有效監(jiān)測途徑和預報方法,了解極區(qū)等離子體波對太陽活動的響應和行星際事件的相關性,并為空間災害性天氣預報提供參考。
在雪冰環(huán)境監(jiān)測方面,黃河站開展了包括冰川表面物質(zhì)平衡、冰川運動、冰川溫度、冰川氣象、雪-氣界面過程的監(jiān)測與研究,了解現(xiàn)代冰川運動特征、演化歷史以及對環(huán)境變化的反饋,為海平面上升和北極航道的利用提供基礎資料。
作為一個極地研究國家平臺,黃河站一方面積極為國內(nèi)外極地生物生態(tài)、雪冰環(huán)境、高空大氣等科學研究提供支撐,同時依托“國家極地數(shù)據(jù)中心”,為國內(nèi)外科研人員提供野外站共享數(shù)據(jù)和下載服務。
借助黃河站,我國北極科學研究取得了累累碩果。中國極地研究中心副主任、北極黃河站地球系統(tǒng)科學野外科學觀測研究站站長張北辰介紹,自建站以來,黃河站承擔了極地專項、國家自然科學基金重點基金項目、海洋公益項目、國家重點研發(fā)計劃、中-挪國際合作項目等眾多項目的現(xiàn)場實施,發(fā)表相關論文近200篇,其中SCI論文約80篇。
聚焦全球氣候變化
近年來,在全球氣候變暖、北極冰雪融化加速和經(jīng)濟全球化、區(qū)域一體化不斷深入發(fā)展的背景下,北極在經(jīng)濟、科研、環(huán)保、航道等方面的價值不斷提升,受到國際社會的普遍關注。中國在地緣上是“近北極國家”,是陸上最接近北極圈的國家之一。北極的自然狀況及其變化對中國的氣候系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境有著直接的影響,進而關系到中國在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、海洋等領域的發(fā)展。
此前,中國北極考察主要是以船基為依托的海洋調(diào)查。若要完整認識北極氣候和環(huán)境變化,還需開展北極地質(zhì)、冰川、凍土、陸地生態(tài)調(diào)查,及以陸基為支撐的大氣科學、空間科學等學科的觀測研究。黃河站的建立為開展陸基學科研究奠定了基礎。
“作為近北極國家,未來中國科學家利用北極平臺開展的自然科學研究將越來越多,國際合作也將越來越深入。”張北辰說。
張北辰表示,未來北極黃河站將以服務于國家需求“研究北極氣候系統(tǒng)變化對我國氣候環(huán)境的影響、地球外層空間的開發(fā)利用與北極航道的安全通行”為目標,集中研究北極地球系統(tǒng)與氣候變化,推進北極考察業(yè)務化,增強我國極地科技國際合作能力,提升我國極地科學研究水平。
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