雪龙闯北极(60)_任建民

六〇

　　§0805－2（BJ0806） 24小时连续冰工作业完成，考察队发现北冰洋上空温暖如春

　　连续24小时的大兵团集中作战于8月5日下午结束，中国首次北极科学考察队在位于北纬73度21分、西经164度51分的一块冰盘附近进行了从上到下的立体交叉式考察，这是考察队到达北冰洋以来进行的首次冰边缘海－冰－气的联合观测作业。

　　从下到上的考察内容是：

　　冰面以上：每隔4小时施放一个探空气球，共放6次，测得了高空15公里到25公里的温度、湿度、压力和风速、风向数据；施放了8次系留飞艇带升的“软式气象塔”，观测到了1000米以下气边界层物质和能量的交换过程，超声风速仪测量近地层的热量与动量的输送过程；大气辐射仪观测大气在地表附近的辐射平衡过程。

　　冰面：冰与大气界面的物理测定与取样；冰层厚度的雷达测定。

　　冰面以下：用手摇冰钻成功钻取3.7米、1.O米、0.6米长的冰芯各一个，回国后进行氢同位素、氧同位素、阴阳离子和硫酸根等的分析。

　　水面以下：CTD调查，测得了海水的温度、盐度和深度数值。

　　这次立体作业，大气方面集中了全国最强的力量，包括中科院大气所、国家气象局和国家海洋气象预报中心的科技人员。冰雪方面则有全亚洲最强科研单位的参与：中科院兰州冰川所、国家海洋局极地研究所、国家海洋局环境保护所以及日本极地所。

　　一般说来，大气和海水的物质与能量交换，对全球变化起着至关重要的作用。在北极冰边缘，这种交换最强烈也最复杂。从高空到水下，观测一个24小时的连续变化过程，对研究这种交换有着重要的意义。

　　此外，鄂栋臣、张瑞刚两位分别来自海峡两岸的教授，利用便携式绝对重力仪，成功地测出这块冰所在位置的绝对重力值为97962283.3微伽。由于这种仪器刚刚生产出来，因此，中国北极考察队测得的数值是世界上首次获得的北冰洋绝对重力值。据其可计算地球形状、海平面的变化，以及地壳运动规律等。

　　经过对观测数据的初步分析，科学家们发现，北冰洋上空温暖如春，用术语来说，就是北冰洋上空存在强烈逆温现象。

　　来自中科院大气所两个小组的科学家通过不同手段观测，互相印证了这一现象。所谓逆温，是指随高度升高而空气温度上升的现象。一般说来，空气温度随高度增加是降低的。南北极地区逆温现象很常见，但温差达到17℃却很少见。

　　邹捍教授运用GPS定位探空气球，在8月5日到6日的24小时内，每隔6小时施放一次，气球最高升空达25公里。气球带动的传感器每升高30～50米传回一个温度数据。 4次观测的数据是一致的，逆温层的厚度在400米左右，逆温层的最高温度为17.8℃，而冰面温度在0.8OC。

　　曲绍厚教授运用的手段是系留飞艇带动传感器升空，每隔2～3米传回一个温度数据。他测量的最大高度为600米，共测量8次。根据他观测的数据，逆温层的厚度为250米，温度最大梯度变化达到每10米1.2℃。

　　尽管两种方法得出的数据不完全一致，但强烈逆温现象的存在得到了证实。逆温的强弱与大洋表面状态有密切关系。上述数据都是在一块方圆一公里的大型浮冰块上测得的。而在三四成的浮冰区域观测，飞艇数据表明，逆温层厚度降为150米，开阔水域（冰间湖）降为50米。

　　邹捍认为，逆温形成的主要原因是暖气团北上、下层空气与冰面进行热量交换的结果。进一步的分析要留待回国后进行。由于冷空气密度高，呈下沉趋势，因此，逆温现象非常稳定，上下空气的物质和能量交换非常困难，热量主要靠辐射传递。

　　国家气象局研究员卞林根和国家海洋气象预报中心的谢思梅研究员分别测出，在冰面上，空气中50％的辐射热量被吸收，而在冰间湖中，空气中95％辐射的热量被海水吸收。

　　曲绍厚研究员指出，这说明，一旦浮冰开始融化，物质和能量交换过程就会加速进行。曲绍厚介绍说，从国际上对北极所进行的研究来看，北冰洋与外界的热量和物质交换有几个途径：⑴以1.5公里的高度为界，上下空气之间的交换，可以通过卫星遥感的方式测得；⑵以北极圈为界，内外空气的交换，数以百计的陆基站己观测了足够数据；⑶海水间的交换。北冰洋共有三个出口：白令海峡、格陵兰海和巴芬湾，交换也研究得差不多了。而海冰气的物质和能量交换是最复杂的，是目前研究的热点和难点。美国正在进行一个10年研究计划，课题就是海冰气交换。他们把一条破冰船冻在巴芬湾，一观测就匙整年。

　　晚上，遇见邹捍，发现一个有趣的现象，那就是他的房间里也存在逆温现象。

　　考察队员住在雪龙船前部，分新旧两个区。旧区是船上原来的住舱，俄国人造的；新区是前几年刚加的，中国人修的。旧区舱内的设备比较旧，但比较实用，新区的内装修漂亮些，但华而不实。新区共4层，其中三层一间舱内住着两位大气学家邹捍和王维。两人都是中国科学院大气研究所的，一位是教授，一位是高级工程师。我从他们舱门口过时，看见邹教授正光着膀子在上铺抽烟，王高工拥着被子在下铺看书。我大感奇悍，进去问个究竟。邹教授戏称为“逆温”现象。就像已经测知，冰面气温是0℃左右，可300米上空是17℃一样。逆温现象容易保持稳定，因为热空气密度低，冷空气密度高，一个在上，一个在下，谁也不跟谁对流。

　　这道理我懂！我打断邹教授的话说，可我不懂你们舱内怎么就形成了“逆温”？邹教授说：“暖气系统漏了，舱里太热，只好开舷窗，就这样了。”怎么解决？两位大气学家还没想出来。

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