新華社“雪龍2”號8月21日電 科普：從(cong) 理論到現場——海冰研究一線什麽(me) 樣

　　新華社記者魏弘毅

　　船行北緯80度以北，炫目的白色海冰隨處可見。

　　海冰的作用有哪些？海冰研究學者關(guan) 注哪些問題？海冰研究現場又是怎樣的？近日，由自然資源部組織的中國第13次北冰洋科學考察已經開始海冰綜合調查作業(ye) 。從(cong) 理論到現場，一起聽那些親(qin) 曆科考一線的海冰研究專(zhuan) 家講述海冰研究的那些事。

　　海冰融化：影響氣候與(yu) 生態係統

　　中國極地研究中心（中國極地研究所）副研究員、大洋隊海冰組組長林龍先向記者展示的數據表明，海水可吸收90%以上的太陽短波輻射，海冰冰麵卻能反射70%左右的太陽短波輻射，雪麵則可反射90%左右；而衛星數據顯示，從(cong) 1984年到2022年，北極海冰消融了三分之二。

　　“在氣候變暖的大背景下，北極是全球升溫最快的區域之一。這一現象與(yu) 海冰本身的作用和其大麵積融化息息相關(guan) 。”林龍介紹，地球如果保持長期適宜人類生存的環境，其溫度必須相對恒定，需要地球以某種形式將太陽“給”到地球的熱量“還回去”，這很大程度要依靠北極海冰反射太陽短波輻射。因此，極地的冷卻作用在地球氣候係統中扮演著至關(guan) 重要的角色。

　　而在全球變暖的大趨勢下，海冰融化，海麵比例就會(hui) 增加，這時北極反射太陽輻射的能力成比例減弱，海麵吸收太陽輻射的能力成比例增強，北極得到的太陽輻射更多，進而使得海冰融化加速，這就是“冰雪正反饋機製”。林龍表示，“冰雪正反饋機製”削弱了北極對於(yu) 地球的冷卻作用。

　　“但一定程度上，海冰能夠在極地氣候變化中對海洋生態係統起到保護作用。如果氣候變暖，海冰就多化一點，海水的升溫就不會(hui) 那麽(me) 劇烈；如果氣候變冷，海冰就增加一些，同樣能避免海水溫度的急劇下降。有了海冰這道‘屏障’，北極的生態係統在應對氣候變化時就會(hui) 更加從(cong) 容。”林龍說。

　　研究視角：物理學與(yu) 工程學

　　海冰綜合調查作業(ye) 現場，科考隊員正在用專(zhuan) 業(ye) 設備在冰麵打洞。他們(men) 的下一個(ge) 工序，是布放海冰物質平衡浮標，用來監測海冰的溫度和冰厚、表麵雪厚等參數。

　　“本次科考海冰綜合調查作業(ye) 的重要目的之一，是研究海冰物質和能量的季節性演變過程及其與(yu) 大氣和海洋的相互作用，進而揭開更多關(guan) 於(yu) 北極氣候變化的奧秘。”林龍說，“冬季的現場海冰觀測難度極大，布放無人值守的海冰物質平衡浮標，是獲取全季節海冰物理數據的重要手段。”

　　除了物理學視角，海冰研究也是工程領域的重要內(nei) 容。

　　每到一個(ge) 海冰綜合作業(ye) 站位，大連理工大學高級實驗師陳曉東(dong) 在“雪龍2”號極地科考破冰船舷側(ce) 尋找合適的海冰來切割、采樣，並統計每塊冰的溫度、密度、鹽度、強度等參數。

　　“對海冰開展研究，是設計‘雪龍2’號的重要前提之一。目標海域的海冰物理性能與(yu) 船舶破冰性能息息相關(guan) 。”陳曉東(dong) 告訴記者。

　　陳曉東(dong) 介紹，船舶與(yu) 海冰碰撞時產(chan) 生的瞬間衝(chong) 擊力要遠遠大於(yu) 開闊海域航行時的水阻力，這對船舶的航行和結構設計是巨大挑戰。對於(yu) 一艘破冰船，需要掌握航行海域海冰的相應物理參數，為(wei) 船舶設計提供參考。

　　作業(ye) 一線：腦力與(yu) 體(ti) 力的雙重考驗

　　在海冰綜合作業(ye) 現場，記者親(qin) 身體(ti) 驗了冰芯取樣的艱辛。

　　冰芯取樣裝置，由1米多長的圓筒形鑽頭與(yu) 手持汽油機組成。工作時，需要啟動汽油機，雙手將鑽頭“按”進冰層，再將機器“拔”出冰麵，取出鑽頭中的柱形冰芯樣本。

　　在這一過程中，啟動機器需要人工拉栓，打洞時需要人工“把正”機器，還要將冰芯裝袋標記……獨自取完5個(ge) 冰芯後，記者體(ti) 力基本耗盡。即使戴著手套，雙手也已經因寒冷而難以彎曲自如。

　　一個(ge) 上午，陳曉東(dong) 取了30個(ge) 冰芯。“習(xi) 慣了。”他說。

　　在海冰作業(ye) 現場，部分精密儀(yi) 器需要裸手操作，數據的記錄需要錄入電腦甚至手寫(xie) 。頂著寒風、踩著積雪，科考隊員不僅(jin) 要保持充足的體(ti) 力，更要有清醒的頭腦和堅定的意誌。

　　“在寒冷的環境下，人體(ti) 機能會(hui) 下降，人的思維也會(hui) 變得緩慢，一定程度上會(hui) 導致試驗效率和試驗成功率明顯降低。”陳曉東(dong) 說。

　　“從(cong) 宏觀角度看，海冰研究周期長、消耗大。”林龍說，以北極為(wei) 例，船舶隻能在夏季航行，冬季難以抵達。即使有無人值守設備，也麵臨(lin) 潛在的海冰融化導致設備故障等風險，故海冰研究對人力依然有較強依賴性。此外，船舶的航行、科考設備的運輸及消耗，也客觀上為(wei) 海冰研究增加了成本。

　　排除萬(wan) 難，在天寒地凍的冰原，他們(men) 仍在年複一年地堅守。