雪龍破浪

萬里凱旋

歷經(jīng)42天

復(fù)旦人從南極出差回來了！

4月27日

中國第42次南極考察隊

“雪龍2”號極地科考破冰船

順利抵達(dá)澳大利亞霍巴特

標(biāo)志第42次南極考察

普里茲灣秋季聯(lián)合航次正式收官

本次考察由來自中國、澳大利亞等6個國家

19個研究機(jī)構(gòu)的97名極地科考隊員組成

在這支筑夢冰原的隊伍中

復(fù)旦大學(xué)三位師生的身影活躍其中

他們是大氣與海洋科學(xué)系特聘教授周文

以及博士研究生王昊、劉炳寬

他們于4月29日順利落地上海

一起來看看他們在南極都做了啥——

130次探空氣球升空，大氣要素連續(xù)觀測

“本次我們的科考任務(wù)全部順利完成！”周文笑著說。這是她首次帶隊踏上南極冰原，核心任務(wù)是獲取普里茲灣海冰凍結(jié)季海表能量、物質(zhì)收支和大氣垂直結(jié)構(gòu)的一手觀測數(shù)據(jù)。

南大洋的海、冰、氣系統(tǒng)之間的能量交換，是驅(qū)動極地海冰生消和全球天氣變化的核心引擎。其中，普里茲灣連接著埃默里冰架、冰間湖、高密度陸架水出流區(qū)和陸坡深水區(qū)，是觀察南大洋“換季”的典型窗口。然而，目前人們對該區(qū)域秋冬季海氣邊界層特征、海洋環(huán)流、生態(tài)動力學(xué)的了解幾乎處于“黑箱”狀態(tài)。

因此，如何通過船載觀測平臺更科學(xué)、更準(zhǔn)確地認(rèn)知這一復(fù)雜的物理過程，不僅是我國極地科考的重中之重，更是科學(xué)解釋南極天氣氣候變化及生態(tài)系統(tǒng)演變的基石。

在第42次南極科學(xué)考察隊的全力保障下，周文團(tuán)隊開展了系統(tǒng)性的大氣遙感走航觀測，力求填補(bǔ)南極普里茲灣區(qū)域海氣交互及其對生態(tài)演變影響的認(rèn)知空缺。

“作業(yè)期間，在每個世界時的0時、6時、12時、18時，我們釋放探空氣球，獲取從海面到25公里高空的溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速等垂直廓線?！敝芪慕榻B，在普里茲灣的凍結(jié)期，一天四次的探測頻率，將有助于捕捉大氣邊界層結(jié)構(gòu)的快速變化過程，這對驗證和改進(jìn)極地氣候預(yù)測系統(tǒng)至關(guān)重要。

4月份南極正進(jìn)入秋冬季，海冰開始凍結(jié)。相比夏季，氣溫明顯下降，體感寒冷，加上下降風(fēng)明顯，戶外作業(yè)需要穿厚重的防寒服和防水服，以防失溫。經(jīng)歷多次作業(yè)的王昊深有感觸，“放氣球時要戴頭盔、綁安全繩、穿防滑服，船在晃，甲板很滑，一不小心就可能摔倒，但船上每一位隊員都一絲不茍。”

每一次探空氣球的順利升空，背后不僅是專業(yè)的技術(shù)操作，更有多方科研力量的攜手托舉。本次的大氣南極觀測任務(wù)，便由復(fù)旦大學(xué)、中山大學(xué)與比利時新魯汶大學(xué)的師生團(tuán)隊共同合作完成。

在普利茲灣航次期間，迎著極地風(fēng)雪，三個團(tuán)隊緊密協(xié)同，共計完成了130次探空氣球作業(yè)，獲取了125組有效數(shù)據(jù)。隨著氣球一次次升空，團(tuán)隊成功獲取了從近地面大氣邊界層直至平流層的垂直廓線數(shù)據(jù)，為各項關(guān)鍵氣象要素留下了完整而連續(xù)的記錄。

這些數(shù)據(jù)不僅服務(wù)于科學(xué)研究，更直接支撐國家極地戰(zhàn)略。周文團(tuán)隊正在基于探測數(shù)據(jù)開發(fā)極地海冰-天氣氣候一體化預(yù)測系統(tǒng)，“未來，該系統(tǒng)可以為科考船提前判斷冰厚與密集度，幫助破冰船更安全地靠近中山站運(yùn)送物資?！?/p>

觀冰看海，探秘極地生態(tài)脈動

“到了南極我才發(fā)現(xiàn)，海冰并不全是白色的，也有灰白色的?！辈┦可蹶桓袊@，不同顏色海冰的反射率不同，會影響融化速率，這啟發(fā)了他在ai預(yù)測模型里加入這一因素。

航次考察期間所攝海冰

實地考察期間，除了核心的大氣觀測任務(wù)，他們還積極參與了走航期間南極海冰與生物多樣性的綜合調(diào)查。

在海冰觀測方面，團(tuán)隊嚴(yán)格基于aspect國際標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)記錄了考察沿線海冰的物理與化學(xué)特征。周文介紹，海冰在凍結(jié)過程中會形成不同形態(tài)，如荷葉冰、針狀冰、脂狀冰等，通過“雪龍2”號破冰時冰層反轉(zhuǎn)的標(biāo)尺，可以預(yù)估雪的厚度、冰塊大小和海冰厚度，這些實測數(shù)據(jù)，有助于補(bǔ)齊南大洋研究里的“季節(jié)拼圖”。

此外，在秋冬季節(jié)，南極邊緣海的生物圈依然活躍，中型浮游動物、磷蝦和銀魚仔魚是生物圈的主要生物，受到深對流與遷移習(xí)性的影響，它們從淺層向深海遷移。

普里茲灣是南極典型邊緣海，南極底層水從這里生成。作為全球密度最大、溫度最低的水團(tuán)之一，南極底層水覆蓋全球40%深海區(qū)域，對全球熱鹽環(huán)流和氣候調(diào)節(jié)至關(guān)重要；磷蝦、魚類、海豹、海鳥等南極生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵物種，也在這里繁殖、棲息、越冬。

觀測海冰的同時，隊員們也對普里茲灣區(qū)域的動物種群進(jìn)行了詳盡的追蹤調(diào)查。無論是海豹、鯨魚等大型海洋哺乳動物，還是企鵝、信天翁、鹱等極地鳥類，都被一一收錄進(jìn)觀測記錄中，為研究南極生態(tài)系統(tǒng)積累了寶貴的第一手資料。

航次考察期間所攝南極動物

“在極地進(jìn)行實地考察與在校園里做研究是完全不一樣的?！痹谥芪目磥恚@種經(jīng)歷讓學(xué)生們面對真實的自然，從而理解科研工作采集的每一組數(shù)據(jù)背后，是怎樣的環(huán)境與不易。未來，她希望帶更多復(fù)旦學(xué)生深入一線，培養(yǎng)扎根大地、解決真實問題的情懷與能力。

在探空氣球上寫下“一飛沖天”

破冰斬浪，攜手同行。漫長的破冰航次不僅是艱苦的科學(xué)探索旅程，同樣也是極佳的知識交流陣地。

在本次普里茲灣航次中，特色科普平臺“南極大學(xué)”正式啟動。中國科學(xué)院院士翦知湣擔(dān)任校長，周文教授受邀成為首席科學(xué)家顧問大講壇的主講人。航行期間，周文以《南極天氣與氣候》為題，為科考隊員們帶來了一場深入淺出的學(xué)術(shù)分享，在南極腹地推動了極地科學(xué)知識的普及與跨學(xué)科交流。

“臺下有很多做海洋和海洋生物的學(xué)者，學(xué)術(shù)分享結(jié)束后，他們會追問一些大氣領(lǐng)域的專業(yè)問題，這是十分寶貴的跨學(xué)科交流機(jī)會?！敝芪姆窒?，這種學(xué)術(shù)會議也讓學(xué)生們受益頗多。

南極大學(xué)現(xiàn)場，周文教授（左）與翦知湣院士（右）

值得一提的是，最后一次放飛探空氣球時，科考隊員們紛紛在氣球上簽名，寫下自己美好的心愿。有人寫“大展宏圖”，有人寫“煩惱拜拜”，還有人代表整個航次寫下了“南極科考第42次普利茲灣聯(lián)合航次”?！敖衲暌舱祻?fù)旦大氣科學(xué)學(xué)科建設(shè)十周年，我們代表學(xué)院寫下了‘復(fù)旦大氣十周年’和‘一飛沖天’！”周文分享說。

隨著航次的推進(jìn)，周文團(tuán)隊還將獲取更多的一線觀測數(shù)據(jù)。他們期待，這些來自地球最南端的科學(xué)記錄，能為人類更深刻地理解南極這片冰雪大陸提供新的解答。

“一只探空氣球，從甲板上升起，穿過西風(fēng)帶，一直飛到兩萬米高空。它帶回來的，不只是數(shù)據(jù)，還有中國科學(xué)家對南極的認(rèn)識、保護(hù)與承諾?！敝芪谋硎?，這正是大氣科研人的不懈追求。

冰川之上

留下復(fù)旦探索未知的堅定足跡

烈風(fēng)之中

激蕩師生勇毅前行的磅礴力量

破冰斬浪，奮楫前行

復(fù)旦人將持續(xù)為我國極地科學(xué)研究

貢獻(xiàn)力量

組稿：校融媒體中心

文字：鄧晗

圖片：受訪者提供

視頻：金靈依 王昊 戚心茹

編輯：高康珵

責(zé)編：鄧晗

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上觀號作者：復(fù)旦大學(xué)