中國冰區導航第一人
—— 訪國家海洋環境預報中心解思梅博士

采訪/撰文/沈婷婷

中國冰區導航第一人
—— 訪國家海洋環境預報中心解思梅博士

采訪/撰文/沈婷婷

人物簡介：解思梅

中國第一位既到過南極又參加了首次北極科學考察的女科學家，日本筑波大學理學博士，曾任國家海洋環境預報中心極地研究室主任，研究員，博士生導師，享受國家特殊津貼。東北林業大學、中國海洋大學兼職教授和博士生導師。承擔南極和北極科學考察航線氣象預報和冰區導航，研究極冰與全球氣候變化，主持研制了船載氣象極軌衛星的接收和應用系統并長期應用于南北極科考的氣象和冰區導航，建立了南極海冰立體監測和預報應用系統。獲國家級、部委級、司局級科技進步獎15次,其中9次是項目主持人。獲英國劍橋國際人物傳紀中心授予的20世紀國際杰出人物和杰出成就獎，獲英國皇家聯盟科學院榮譽院士等。

解思梅

我國極地科考事業是先從南極開始的，所以談北極科考還是要先從南極科考開始介紹。1987年，我國在南極建立第2個考察站——中山站時遇上了特大冰崩，險些船毀人亡。中山站位于東南極普利茲灣內，每年都要經過普利茲灣冰區才能抵達中山站，這里的冰情非常復雜。時任國家海洋局局長嚴宏謨給國家海洋環境預報中心下達了一項緊急任務：今后要做南極海冰預報。當時，做南極海冰預報是一項非常困難的事。因為那時一無資料,二無設備,三無經費,四無人才。我們從未到過南極，最困難的是我國與南極相隔數萬里，想隨時到現場觀測根本無法實現。最終，這個任務落在了我的肩上。我沒有去過南極，南極海冰是什么樣都不知道，何談預報。況且我暈船極度厲害，在大學實習期間曾經歷了暈船的痛苦，畢業時便立誓不再坐船。但是在關鍵時刻，雖然我那時對南極一無所知，深知難度很大，還是毅然扛起了這一重任。

此時，我剛接到關于中日黑潮合作調查赴日本合作研究的通知。在日本，我得到了導師吉野正敏教授的鼎力相助。我在日本留學2年期間曾發表10篇論文，并在日本首次提出了El ni?o年臺風少以及El ni?o事件與東亞氣候有著密切的關系等科研成果，所以在日本氣象界有著一定的影響力，得到了日本國立極地研究所和氣象廳的幫助。他們無償贈送了一批價值昂貴，用金錢都難以買到的極冰資料，即美國NOAA衛星1973年開始觀測的南極和北極冰的所有資料以及日本在南極建站30年的所有氣象和海洋資料，并免費幫我直接用集裝箱船運回國。這就為預報打下了基礎。要做好預報，歷史資料是最重要的基礎。國家當初派我們做訪問學者出國，是希望打下以后國際合作的基礎，起到橋梁作用。此次得到在日留學期間的導師和日本朋友傾力相助，我深受感動。

中山站全景

要做冰區導航研究必須在船上有大范圍的現場觀測手段，這只有船載極軌氣象衛星的接收系統，接收到大范圍的高分辨率的衛星云圖，才能夠分析出海冰的分布狀態，做出導航圖。當時這項技術在國內還是空白，引進美國設備又太過昂貴。為了解決這個問題，我帶領我的研究生鄒斌、陸軍和助手郝春江等人聯合航天部二院和川頁公司研制船載極軌衛星接收應用系統。從立項到研制，經過一年的艱辛努力，親自帶領團隊隨第14次南極科考隊進行現場試驗獲得意想不到的成功。

途中過西風帶時，我們的船遇到3個氣旋堵路。當時海面環境極其惡劣，狂風怒吼，白浪沖天，一直漫過十幾米高的桅桿，船搖擺度超達40度。此時我已因為暈船的強烈反應無法起身，躺在有護欄的床上動彈不得。此時，船上美國的衛星通訊系統失靈了收不到警報了，日本的氣象傳真系統也失靈了收不到氣象傳真圖了，我們與外界失去了聯系。在那最危險的時刻，我們研制的衛星接收系統穩定地接收到了一張清晰的衛星云圖，圖上顯示在我們前方有3個氣旋擋住了去路。我們在船上緊急會商，決定由原東南航向轉舵西南90度改變航向，躲開氣旋的正面襲擊，等它們東移后，我們再過西風帶，避開了一場大災難。

當時我們的任務是一船三站，即先從上海出發向東南方向斜穿太平洋到達長城站，再從長城站出發，沿南極大陸邊緣繞過南大西洋到達俄羅斯青年站，幫他們拉設備，再繼續前進，進入南印度洋到達中山站。在出青年站海灣時我們的船又遇上了特大冰山擋住出口，按照俄羅斯派遣的導航專家和既定的航線，我們必須北上繞過冰山走低緯度的大緯度圈。而我根據衛星接收系統收到的云圖判斷，在南極大陸和冰山之間的縫隙可以通過。船長接受了我推薦的從沒有人走過的新航線，航程縮短了600海里，提前4天到達中山站。正好趕上中山站難得吹西風的好時機，將碼頭附近的浮冰吹走，我們可以用小艇卸貨。這大大節省了原計劃租用澳大利亞的飛機卸貨的昂貴租金，提前4天卸貨完畢。此時，正是大年除夕，若按原計劃此時正在租用澳大利亞的飛機開始卸貨，而我們提前4天完成了卸貨任務，準備高高興興過大年。記得當我決定由中山站上返回船上過年時，我乘坐在返回雪龍號船的小艇上，聽到遠處的鑼鼓喧天，在船長的帶領下，船員們和隊員們高喊著“解老師回來了！解老師回來了！”這是我一生中最高興最難忘的時刻。

下圖：中山站位于東南極普利茲灣內，每年都要經過普利茲灣冰區才能抵達中山站，這里的冰情非常復雜

為解決冰區導航的現場實時預報和中長期的極冰預報，我們研制成功了船載氣象極軌衛星接收系統，還建立了兩站的衛星接收系統和海洋環境預報中心的衛星接收培訓系統，建立了南極海冰的立體監測系統和預報應用系統，解決了我國南極和北極考察船的冰區導航的難題。這兩項都獲得了國家海洋局和國家科技進步獎。上海東方電視臺為此制作了2部電視紀錄片《雪龍船裝上了千里眼》和《千里眼的眼中情》，在中央4臺對國內外正式播放，我的導師在日本看到了我成功的報導還特意為此來華祝賀。

1999年，我又承擔了中國首次北極科學考察航線的氣象和冰區的現場實時的導航任務，多次做出及時準確的導航預報，使雪龍船順利脫險。船載極軌衛星接收應用系統不但能夠接收極軌高分辨衛星云圖，而且具備抗12級以上大風的能力。更重要的是，船在狂風劇烈搖擺和在冰區中破冰強振動的情況下，具有自我保護能力，有抗雷達等強磁場信號的自我保護能力。即使船在運動中不斷地改變位置、方向和搖擺的狀態下，這套系統也可以準確地跟蹤和捕捉到衛星信號。

北極地區最獨特的氣象災害是海霧，北冰洋海霧預報一直都是個大難題。海霧分3種,有平流霧、輻射霧、蒸汽霧。平流霧大家常見，是暖濕空氣移到較冷的陸地或水面時，因下部冷卻而形成的霧。輻射霧是由于太陽輻射冷卻使近地層水汽凝結而形成的霧。唯有北冰洋的蒸汽霧很少有人現場觀察其形成的過程和原因。在北極經常需要直升飛機執行任務，直升機最怕的是海霧，北極的蒸汽霧是最難預報的。因為這種海霧來的特別快，剛剛是晴空萬里，瞬間就變的濃霧籠罩，好像這霧是從腳底下冒出來的，就像是突然揭開了燒開水的鍋蓋，能見度極差，對直升飛機起降影響非常大。

平流霧大家常見，是暖濕空氣移到較冷的陸地或水面時，因下部冷卻而形成的霧。輻射霧是由于太陽輻射冷卻使近地層水汽凝結而形成的霧。唯有北冰洋的蒸汽霧很少有人現場觀察其形成的過程和原因。

解思梅博士在北極與加拿大華人代表團聯歡簽龍旗

解思梅博士在北冰洋觀看游泳

一次我乘坐直升飛機到冰蓋上去考察，回來時就遇上了這種情況，飛機根本找不到雪龍船上的甲板降落，幸虧駕駛員技藝高超和地面指揮的共同努力才平安降落。這次在北極現場觀測了蒸氣霧發生發展的全過程和發生海域的特點，找到了蒸氣霧的成因和多發海域研究其形成的物理機制。蒸氣霧多發生在冷空氣剛剛下來流經3～6成冰的冰水混合的海域上。因為，此時冷空氣溫度低，而在這種冰水混合的海域上，海水溫度遠高于大氣溫度，水汽通過冰縫冒上來遇上低溫的冷空氣迅速凝結形成蒸汽霧，此霧形成的特別快，瞬間整個海域就變成了茫茫的霧海。我們計算了一次海霧過程，即1999年8月21～22日，海洋通過感熱和潛熱的方式向大氣傳播的能量，在3～6成冰的海域面積若為50萬平方千米，通過感熱和潛熱的方式向大氣傳播了33億千瓦的能量通過這次科學考察成功我們為科考隊提供了200多幅清晰的衛星云圖、冰圖，為冰區導航順利完成北極考察任務做出了關鍵性的貢獻。首次用小艇進行了冰外緣帶的冰—氣—海綜合觀測， 獲取了約8000兆的氣象和海冰的衛星資料，制作了數百張衛星冰圖和云圖，為北極氣象和海冰及其對全球氣候的進一步研究奠定了基礎。（責編：金希）地解決了北冰洋海霧的實時預報難題，為直升機安全飛行起到了重要作用。觀測并解釋了北極海霧的特點及其發生發展的物理機制。

解思梅博士在中山站

這次赴北極考察通過現場連續接收的衛星云圖，跟蹤了海冰的漂移方向和速度，從而對北冰洋的洋流和流速也得到了進一步了解，為進一步研究北冰洋的洋流及其對全球氣候的影響打下了堅實基礎。

下圖：在北極經常需要直升飛機執行任務，直升機最怕的是海霧，北極的蒸汽霧是最難預報的。