中國第36次南極科學考察簡報

極地動態

中國第36次南極科學考察簡報

2019/2020年度實施的中國第 36 次南極考察執行“兩船四站”考察任務, 考察隊下設12個船、站、隊, 由來自105家單位的384人組成。考察隊暨“雪龍2”號自2019年10月9號從上海啟程, 先后抵達深圳、中山站、宇航員海、長城站、恩克斯堡島新站選址區域, 航行35 000余海里, 冰區航行1 500余海里; “雪龍”號自2019年10月22號從上海啟程, 先后抵達中山站、恩克斯堡島新站選址區域、阿蒙森海等, 航行35 800余海里, 冰區航行3 400余海里; “雪鷹601”固定翼飛機飛行總里程20 774公里, 總時長71.7小時。內陸雪地車隊用時67天往返中山站和泰山站。考察隊2020年4月23日返回上海, 歷時198天。

1 科考內容

中國第36次南極考察“雪龍2”號極地科考破冰船首航南極, 首次實施“雙龍探極”考察模式。開展了南大洋宇航員海、阿蒙森海/羅斯海專項調查 , 順利布放西風帶浮標; 實施了南極長城站、中山站、泰山站和恩克斯堡島新站的業務化觀/監測和科學考察; 完成了艾默里冰架航空調查; 兼顧完成南極考察后勤保障任務。本次考察共完成科考項目62項, 其中: 業務觀測類34項、自然科學類22項、社會科學類5項以及國際合作類1項。

“雙龍”在中山站陸緣冰區匯合(考察隊員陳君懿攝)

2 執行情況

2.1 業務觀測類考察項目

2.1.1 宇航員海綜合調查

依托“雪龍2”號, 開展了物理、化學、生物、地質和地球物理綜合調查: 完成9個斷面83個站位的調查作業(綜合站位74個), 回收潛標2套、布放潛標4套, 共獲取溫/鹽/深剖面數據77組, 采集了15類環境參數樣6 000余份、12大類生物樣5 000余份; 完成29個站位的磷蝦拖網作業, 獲取樣品25 kg約24萬尾, 采集了其中3 430尾的基礎生物學信息; 首次獲取南大洋11個站位中層魚標本286尾; 記錄到鳥類30種近3萬只, 哺乳類7種約845頭。采集18.36 m長沉積物巖心一支; 完成多波束測線2 042 km、淺剖測線220 km。

2.1.2 阿蒙森/羅斯海綜合調查

依托“雪龍”號, 實施了物理、化學、生物、地質和地球物理綜合調查: 完成8條斷面48個站位的綜合調查以及3個區塊的地球物理調查, 布放深水潛標1套; 首次進入了受全球氣候變化影響最為顯著的阿蒙森冰間湖區域, 完成了冰間湖多學科綜合調查, 并布放1套海洋綜合潛標, 獲取了阿蒙森海冰間湖和阿蒙森海西側高生產力區的水體與底質環境數據, 并系統獲取了南極磷蝦、中層魚類、底棲生物、鳥類等南極海洋食物鏈中關鍵物種的時空分布特征。在羅斯海完成了10個站位的海洋綜合調查。

2.1.3 長城站考察

完成了氣象、生物、生態、環境等多學科業務化觀測: 開展人工常規地面氣象觀測360時次, 自動采集氣象觀測數據2 160時次, 發布長城站天氣預報156期; 采集海水/湖水生物樣218份、海水/土壤環境樣265份; 維護和調查植物樣方6個; 觀測到鳥類15種、哺乳類5種, 記錄圖片和視頻204.3 GB; 陸域遙感觀測航飛面積約4.9 km2, 獲影像8 000多張、116 GB; 開展了驗潮站維護, 完成北斗基準站觀測天線、GNSS接收機等設備的維護升級; 聯測6個大地控制點, 新選14個。

2.1.4 中山站考察

開展了氣象和海冰、空間環境、大氣化學、地磁和固體潮等多領域業務化觀測: 開展氣象定時觀測1 460次, 開展天氣預報576期; 獲極區電離層和極光觀測數據約40 TB; 釋放探空氣球52個, 成功率和發報準點率均達100%, 數據實時共享至全球電信系統(GTS); 采集氣溶膠膜樣品90多個、100多氣瓶; 完成海洋站建設實地調研; 實施達爾克冰川9架次無人機觀測, 覆蓋面積91.7 km2, 獲取原始數據27.25 GB; 完成1個新重力點位的選址調研和2個重力點位共計76天的觀測, 獲觀測數據1.9 GB。

2.1.5 泰山站考察

部署了全年空間物理觀測艙與天文觀測艙; 完成泰山站區3 km×3 km無人機正射影像及內陸行進軌跡及高度的精確測量; 完成了內陸出發基地至泰山站沿途物質平衡標桿、表層雪溫、密度、氣溫、淺雪芯及雪樣等的觀測采樣。

2.1.6 恩克斯堡島新站考察

完成全島測繪以及12個GPS大地控制點復測, 獲816 h觀測數據; 完成9個D級GNSS大地控制點建設和觀測任務; 完成20個大地控制點測量和18個孔位鉆孔任務; 標記了30只阿德利企鵝和30只灰賊鷗, 采集音頻數據1.40 TB、樣品100份; 完成企鵝形態學等觀測數據近1 000組; 完成14個架次無人機載超高分辨率可見光/熱紅外/高光譜遙感; 完成典型水體環境質量30 L水樣采集處理。

2.1.7 艾默里冰架航空調查

利用 “雪鷹601”固定翼飛機, 首次自主完成艾默里冰架10次測線和5次國際合作航空科學調查飛行, 總里程20 774 km, 總時長71.7 h, 覆蓋面積逾8×105km2; 利用機載航空冰雷達、航空重力儀等設備獲取大量地球物理綜合觀測數據; 首次在冰穹C區域執行航空冰蓋-基巖構造科學調查。

2.2 科學研究類考察項目

2.2.1 船基考察

完成大型浮標布放、AUV試驗和大氣成分分析等4項科考任務。依托“雪龍2”號在西風帶成功布放1套西風帶海洋環境觀測浮標和2套“藍海星”漂流式海氣界面浮標; 依托“雪龍”號在羅斯海完成35 h水下機器人試驗; 采集大氣氣溶膠濾膜90張, 獲取近2個月的CO、O3和黑碳連續監測數據; 海冰源活性鹵族元素研究采集氣溶膠樣56個、雪樣3個。

2.2.2 站基考察

實施魚類、微生物、溫室氣體、空間環境觀測采樣等14項科考任務。依托長城站獲取魚類、植物、土壤和大氣等樣品共計652份; 開展了子午工程極區空間環境監測設備安裝場地及背景環境勘察, 獲影像記錄數據75 GB。依托中山站完成鈉熒光多普勒激光雷達觀測185 h, 獲取數據39.1 GB; 完成相干多普勒測風、轉動拉曼和瑞利/米散射激光雷達模塊安裝調試和系統優化; 實施動態監測中山站環境對越冬隊員晝夜節律和睡眠影響。依托恩克斯堡島新站采集企鵝糞土沉積剖面14個。

2.2.3 冰基考察

依托泰山站考察, 利用淺層探冰雷達觀測獲取了內陸沿途和泰山站9個測塊數據, 進行了連續45 d雪冰揮發模擬實驗和大氣氣溶膠采樣; 開展了冰蓋高原極端環境對泰山站隊員生理心理動態監測。

2.3 社會科學類考察

依托南極長城站, 調研了各國考察站環保協定書責任附件實施情況、以及對南極活動管理和人類活動對南極影響的認識和看法; 調研了各站空間管理研究現狀, 收集了基礎生物地理信息資料; 就《南北極統計調查制度》進行座談, 并就站區管理與運行情況、國際合作、南極旅游等問題進行了深入交流; 了解了各站在國際合作方面的現狀、特色、制度以及合作模式和平臺等信息。

3 主要進展與成果

本次考察取得的主要進展和成果如下:

1. “雪龍2”號首航南極, 首次執行“雙龍探極”考察模式, 在阿蒙森海和宇航員海實施準同步業務化調查, 開展東南極和西南極海域的對比分析, 極大提高了南大洋調查效率;

2. 首次開展了南大洋認知最少海域之一的宇航員海74個綜合站位調查, 掌握了主要生物群落及分布特征, 發現了達恩利角冰間湖形成南極底層水并向西流動的證據;

3. 首次獲取進入受全球氣候變化影響最顯著的阿蒙森海冰間湖區域, 開展12個站位的多學科綜合調查, 發現阿蒙森海冰間湖為側紋南極魚產卵場和育幼場;

4. 在國際上首次實現了在南極地區大氣準全高程的鈉熒光多普勒、相干多普勒測風、轉動拉曼和瑞利/米散射等激光雷達協同觀測;

5. 在西風帶成功布放了1套西風帶海洋環境觀測浮標和2套“藍海星”漂流式海氣界面浮標, 與已有一套浮標組網, 初步形成南大洋大圓環觀測能力;

6. 首次自主完成對艾默里冰架區域的航空科學調查, 系統獲取恩克斯堡島環境本底信息, 開展了菲爾德斯半島多要素航空遙感觀測, 泰山站具備空間環境和天文自動觀測能力。

BRIEFING OF 36TH CHINESE NATIONAL ANTARCTIC RESEARCH EXPEDITION

He Jianfeng

*南極重點海域對氣候變化的響應與反饋(RFSOCC2020—2025)

(何劍鋒)