2019年9月,國際北極科學委員會醞釀將近10年之久的北極氣候研究多學科漂流冰站計劃(MOSAiC計劃)正式開啟。目前,該計劃正在執行第二航段科考任務。近日,參加該計劃第三航段的科學家將從挪威特羅姆瑟港啟程,赴“極星號”執行第三航段任務。出發前,本報記者就航段概況、主要任務及科考意義等問題採訪了該航段中方考察隊員、自然資源部第三海洋研究所研究員詹力揚。
詹力揚(左一)和孔彬
詹力揚是該計劃生物地球化學組的成員之一,也是該計劃中開展溫室氣體研究的核心骨幹人員。他研發的溫室氣體走航觀測系統是該調查計劃中中國唯一獨立整合的全自動溫室氣體觀測系統,可以同步測定表層海水及大氣中溫室氣體濃度,獲取高解析度資料,從細節上描述北冰洋冰下溫室氣體全季節尺度的迴圈過程,為了解北冰洋對全球變化的響應和反饋過程提供重要的資訊。
詹力揚:北極區域是研究全球變化最迫切的區域之一。北極地區對全球變暖的放大作用尤為顯著,其增暖趨勢是全球平均趨勢的兩倍。快速升溫導致一系列環境後果,最直接的現象是北極海冰快速消融。2001年以來,北極海冰每年減少的平均面積相當於一個英國的面積,繼2007年觀測海冰歷史最小紀錄後,2012年再次被打破該紀錄,9月融化海冰面積多達1183萬平方公里,大於美國國土面積。研究表明,中國的極端天氣與北極海冰變化有著密切的關係。因此,開展北極海冰變化及其氣候變化相關研究和預測具有重要意義和緊迫性。
然而,限於現場條件,北極相關研究和資料仍然十分有限。因此,目前已有的模式對北極海冰變化和未來氣候變化趨勢的預測仍然存在著很高的不確定度,是熱帶區域的4倍~5倍。準確評估北冰洋在全球變化背景下的快速變化的緊急需求催生了國際北極科學委員會(IASC)的旗艦專案MOSAiC:北極氣候研究的多學科觀測漂流站。
詹力揚:第三航段有2名中方考察隊員參加,我和自然資源部第一海洋研究所孔彬博士。我們將於1月 27日從挪威特羅姆瑟港乘俄羅斯“德拉尼岑船長”號(Kapitan Dranitsyn)啟程,並預計於2月13日與德國“極星號”破冰船會師。經過一週工作交接後,正式開展第三航段的全方位觀測。觀測內容延續前兩個航段,包括海冰、海洋、大氣、生態、生物地球化學等多學科的綜合觀測。
詹力揚:第三航段的作業時間,是整個航段最寒冷的時期,也是極地海洋季節性變化的關鍵時期。這段時期正處於北極冬春之交,北極將開始由極夜向極晝轉變,海洋環境和生物活動等均將可能發生一定程度變化,因此極地海洋生物地球化學過程也將隨之變化,其中溫室氣體在冰-海-氣相互作用下的迴圈過程會響應和反饋環境和氣候變化。因此第三階段的觀測在MOSAiC專案的實施中是一個關鍵時間節點。
詹力揚:北冰洋溫室氣體研究是MOSAiC生物地球化學工作組的重要工作內容之一。工作組將對北冰洋溫室氣體生物地球化學迴圈過程開展研究工作。主要有兩個任務:一是開展走航觀測,獲取表層海水和上覆大氣的走航觀測資料;二是與團隊成員互相協助,採集海水樣品、海冰樣品並分析其中溫室氣體含量以及原位測定海冰溫室氣體釋放和吸收量,同時協助完成國內參加單位有關的航段的觀測工作。該計劃的執行將為揭示北冰洋溫室氣體生物地球化學迴圈過程提供全季節尺度的重要資料。
詹力揚:我們參加該航次,一是中國科學家可利用國際重大計劃在難得地點和時間獲取高品質的現場資料,增強研究能力和促進中國北極科學的發展;二是獲得重要的現場經驗,有助於中國將來組織實施大型國際科學研究計劃借鑑。另外,本航次的實施,將進一步深化中國科研人員與各國科學家就北極科學考察的合作,加強學科交叉和協作,互通有無、取長補短,共同致力於全球變化研究,尋求適應全球變化的方案,也是從科學研究層面對構建“人類命運共同體”倡議的響應和貢獻。