為中國參與北極事務提供強有力科技支撐

楊晨　王國勇

編者按：中國探索北極、開發利用北極、參與北極的國際治理，都離不開對北極地區的科學研究。以中國科學院院士、中國氣象局原局長秦大河為代表的中國科學家團隊，克服種種困難，不斷完成北極科研領域的突破，為中國開展北極事務提供了強有力的科技支撐。近日，本刊在秦大河院士的幫助支持下，對我國多年來開展北極科技研究所取得的主要成績、開展的多項科研活動展開報道。

開展北極科研工作的背景與意義

北極地區面積2000多萬平方公里，主要包括極區北冰洋、邊緣陸地海岸帶及島嶼、北極苔原和最外側的泰加林帶，氣候嚴寒。隨著全球變化加劇，北極地區的增暖幅度是全球平均的2倍，冰凍圈顯著退縮，這不但深刻影響著當地居民的生產生活，也對全球氣候、軍事及經濟環境帶來巨大影響。

北極地區的氣候變化對中低緯度（包括中國）地區的天氣、氣候具有重要影響。北極地區蘊藏巨大的礦產、油氣和生物等資源，是21世紀世界能源戰略高度關注的重點區域。北極石油、天然氣能源的可采性受控于未來冰凍圈的變化，特別是需要在海冰與多年凍土的監測與預估方面提供科技支撐。同樣，北極氣候變化將影響漁業等區域的經濟結構，需要從氣候和海洋變化等科學研究入手預估未來的影響。特別重要的是，北極氣候系統變化對地緣政治的影響最突出后果之一是北極海冰消退后航道的開通，必將成為影響21世紀世界經濟和軍事格局的重大事件。

我國是近北極國家，北極氣候系統變化不僅對我國的天氣和氣候具有重要影響，而且涉及北極地區的政治、軍事、經濟等國際事務也與我國有密切關系。2017年1月18日，國家主席習近平在聯合國日內瓦總部發表了題為《共同構建人類命運共同體》的主旨演講，明確中國要秉持和平、主權、普惠、共治原則，把深海、極地、外空、互聯網等領域打造成與國際各方合作的新疆域。2017年3月29日，時任國務院副總理汪洋在俄羅斯阿爾漢格爾斯克市出席第四屆國際北極論壇開幕式并致辭，表示我國要加強北極生態環境保護，不斷深化對北極的科學探索，依法合理開發利用北極資源，完善北極治理體制機制，共同維護北極和平與穩定。4月4日，習近平主席訪問芬蘭（2017年5月芬蘭接任北極理事會輪值主席國），提出加強中芬合作，促進北極地區生態保護和可持續發展。7月3日，習近平主席在克里姆林宮會見俄羅斯總統普京，提出中俄雙方共同開發和利用海上通道特別是北極航道，打造“冰上絲綢之路”?？傊袊粩鄰娀瘏⑴c北極開發與治理的能力。

2018年1月26日，國務院新聞辦公室以中、英、法、俄、德、西、阿、日等8個語種發表《中國的北極政策》白皮書，明確指出中國是北極事務的積極參與者、建設者和貢獻者，愿本著“尊重、合作、共贏、可持續”的基本原則，與有關各方一道，積極應對北極變化帶來的挑戰，共同認識北極、保護北極、利用北極和參與治理北極。中國倡導構建人類命運共同體，努力為北極發展貢獻中國智慧和中國力量，愿與國際社會一道共同維護和促進北極的和平、穩定和可持續發展。作為發展中的大國，中國在北極事務上有重要國家戰略需求，而且也已成為北極理事會觀察員國。為了使我國能夠在國際北極事務中有所作為，急需加強科學研究以提供基礎的科技支撐。

中國開展北極科研的進程

我國開展北極科研的時間較晚，1951年，武漢測繪學院的高時瀏到達地球北磁極（71°N，96°W）從事地磁測量工作，成為第一個進入北極地區的中國科技工作者。從20世紀80年代開始，中國科學院相關科研機構與其他單位一起先后組織了多次北極考察。1988年，中國科學院大氣物理研究所與北極國家挪威的卑爾根大學合作，開始北極—青藏高原環境變化比較研究的合作。1995年，由中國科學技術協會主持，中國科學院組織了中國首次北極點科學考察。該次考察的科學目標是北極地區對全球環境變化的影響和響應，內容包括海洋、冰雪、大氣、古環境、生態、遙感和大地測量等方面。1996年我國加入了國際北極科學委員會（IASC），成為第16個成員國，同年，參加了IASC的白令海計劃（BESIS）、國際北極浮標計劃（IABP）的工作。1999年，我國政府首次組織了北極地區的大規模綜合科學考察，極地考察船“雪龍號”搭載124名考察隊員首航北極，總航行14180海里。2003年、2008年、2010年、2012年、2014年、2016年、2017年、2018年又先后組織了八次科學考察，進行北極地區大范圍海洋、大氣、海冰、生物生態等調查和采樣。21世紀初，中國極地考察辦公室啟動建立中國北極考察站議程，2004年中國北極黃河站在斯瓦爾巴德群島新奧爾松落成并啟動運行，為大氣（包括高層大氣電離層、氣象、大氣環境）、海洋（近岸海洋生物和生態等）、陸地環境和生態、冰川、地質等現場觀測和采樣提供支持。另外，針對北極治理的中國參與問題，學者們進行了一定程度的研究，如國家海洋局極地考察辦公室主編的《北極研究》、中國海洋大學編著的《北極航道的國際問題研究》、陸俊元教授編著的《北極地緣政治與中國應對》等。

目前，我國對國際北極科學研究的態勢已經初步了解，并針對國際上關注的科學問題進行戰略布局，如加強北極地區氣候系統變化監測及其對中低緯地區氣候變化的影響和反饋作用、北極地區冰凍圈變化監測及其環境指示意義的研究、北極地區人口和生態系統動態研究、北極地區的環境監測研究、極地區生物資源的可持續利用研究、全球變化對北極地區及其居民的影響等。我國對北極地區相關科研工作集中于中國北極黃河站周邊以及數次科考船的航線斷面上，基本不涉及北極陸地和大陸架等戰略核心區。相比環北極國家，北極科學大會和國際科學峰會上中國的聲音很弱，科學研究水平在各個層面仍滯后于北極地區相關科學發展的趨勢和需求。

中國科學院“冰凍圈科學”研究團隊深化北極科學研究

秦大河院士領銜的中國科學院“冰凍圈科學”研究團隊，自20世紀80年代以來，深入開展冰凍圈科學研究，參與了歷次的北極科學考察，取得一系列創新成果。秦大河院士在國際上首先提出冰凍圈科學概念，并從冰凍圈與其他圈層相互作用、冰凍圈變化的影響與適應對策、冰凍圈災害風險管理與服務功能區劃等方面構建了冰凍圈科學理論框架，并創建國際上首個“冰凍圈科學”概念的實驗室——冰凍圈科學國家重點實驗室。近年來，秦大河院士團隊開展的北極科學研究，布局以北極冰凍圈變化的影響為主線，以豐富和完善冰凍圈科學體系為總目標，揭示北極冰凍圈變化與中低緯度天氣氣候的關系，明晰北極冰凍圈變化的碳循環關鍵過程及其氣候反饋，強化北極海冰變化監測和模擬、預測和影響評估的研究，揭示全球變暖對北極東北航道和西北航道的影響機制并預估未來的變化，闡明北極冰凍圈變化與可持續發展，提升我國北極冰凍圈研究的水平，為國家戰略需求服務。

早在上世紀90年代，秦大河院士領銜的團隊成員多次赴北極開展科研工作。如1994年侯書貴教授參加了中美北極阿拉斯加巴羅地區環境科學考察;1995年3月-5月，效存德教授參加了“中國首次遠征北極點科學考察”;1996年康世昌研究員在北極斯瓦爾巴島研究生院（UNIS）工作和學習，同年秦大河院士也在該研究生院授課。進入本世紀，團隊在北極的科研工作得到加強。2007-2012年，秦大河領銜的冰凍圈科學團隊參與的北極國際格陵蘭NEEM深冰芯鉆取項目獲得成功，揭示了Eemian時期格陵蘭冰蓋的變化情況，為預估未來氣候形勢下格陵蘭冰蓋的變化及穩定性提供了基礎。2007年7月，秦大河院士率隊赴中國北極黃河站進行訪問考察，提出要大力加強極地氣候系統觀測和氣候變化科學研究，尤其是加強極地大洋環流、海冰變化、冰川變化與極地大氣環境的關系以及全球能量平衡等前沿科學的研究工作。在受邀與中國駐挪威大使及使館工作同志交流期間，還特別提出要強化做好極地氣候變化知識的科普和宣傳工作。自2015年開始，秦大河連續三年帶隊，赴北極地區開展東北格陵蘭冰蓋快速冰流（Northeast Greenland Ice Stream，NEGIS）深鉆計劃（East GRIP）科學考察、北極冰凍圈變化與可持續發展考察等，并與美國、俄羅斯、歐洲等北極研究的著名科研機構和高校開展國際合作，推動北極地區冰凍圈綜合監測網絡的布設和完善。全球變暖變化背景下北極海冰快速消融的成因是國際上關注的熱點問題。自2015年起，秦大河團隊的科研人員每年也針對海冰和積雪開展了系統的監測，取得了顯著的成果。

總體上，綜合對比國內和國際目前在北極地區科學研究的水平，中國起步相對較晚，研究基礎相對薄弱、研究方向分散且不系統。為盡快提高我國在北極地區的科學研究水平，建立國際化的北極冰凍圈野外觀測與研究網絡，建設北極數據共享中心，進而領銜并主導部分具有研究優勢的國際研究方向，是我國北極研究“彎道超車”的有效措施。秦大河團隊審時度勢，及時與美國阿拉斯加大學、俄羅斯科學院等多方研討與協商，開展有效的合作，并組織籌建“中國科學院北極冰凍圈科學與可持續發展研究中心”。2017年1月21日，團隊與作為北極研究領頭羊的美國阿拉斯加大學費爾班克斯分校國際北極研究中心在蘭州簽訂合作協議框架，確定雙方共建研究中心、數據中心、臺站網絡以及人才培養，以期在北極冰凍圈快速變化及其影響，特別是冰凍圈變化與可持續發展方面開展長期合作研究。2017年6月，秦大河院士帶領團隊成員，包括蘭州大學、清華大學、云南大學相關科研人員對北極阿拉斯加地區開展野外考察，遴選野外臺站站址，調研當地需求，并與國際北極研究中心進一步深入交流與合作。

在全球變暖背景下，深入開展北極冰凍圈及整個氣候系統變化研究，將提升中國科學家在冰凍圈科學與全球變化研究領域的國際地位，產出新的重大創新知識，形成適應和減緩并重的引領全球應對氣候變化的新理念，為全球生態環境保護做出貢獻，為國家的北極戰略提供科技支撐。