新華社“雪龍2”號8月21日電 科普：從理論到現場(chǎng)——海冰研究一線(xiàn)什么樣
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(jiàn)。
海冰的作用有哪些？海冰研究學(xué)者關(guān)注哪些問(wèn)題？海冰研究現場(chǎng)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(xué)考察已經(jīng)開(kāi)始海冰綜合調查作業(yè)。從理論到現場(chǎng)，一起聽(tīng)那些親歷科考一線(xiàn)的海冰研究專(zhuān)家講述海冰研究的那些事。
海冰融化：影響氣候與生態(tài)系統
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(cháng)林龍先向記者展示的數據表明，海水可吸收90%以上的太陽(yáng)短波輻射，海冰冰面卻能反射70%左右的太陽(yáng)短波輻射，雪面則可反射90%左右；而衛星數據顯示，從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。這一現象與海冰本身的作用和其大面積融化息息相關(guān)?！绷铸埥榻B，地球如果保持長(cháng)期適宜人類(lèi)生存的環(huán)境，其溫度必須相對恒定，需要地球以某種形式將太陽(yáng)“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(yáng)短波輻射。因此，極地的冷卻作用在地球氣候系統中扮演著(zhù)至關(guān)重要的角色。
而在全球變暖的大趨勢下，海冰融化，海面比例就會(huì )增加，這時(shí)北極反射太陽(yáng)輻射的能力成比例減弱，海面吸收太陽(yáng)輻射的能力成比例增強，北極得到的太陽(yáng)輻射更多，進(jìn)而使得海冰融化加速，這就是“冰雪正反饋機制”。林龍表示，“冰雪正反饋機制”削弱了北極對于地球的冷卻作用。
“但一定程度上，海冰能夠在極地氣候變化中對海洋生態(tài)系統起到保護作用。如果氣候變暖，海冰就多化一點(diǎn)，海水的升溫就不會(huì )那么劇烈；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(tài)系統在應對氣候變化時(shí)就會(huì )更加從容?！绷铸堈f(shuō)。
研究視角：物理學(xué)與工程學(xué)
海冰綜合調查作業(yè)現場(chǎng)，科考隊員正在用專(zhuān)業(yè)設備在冰面打洞。他們的下一個(gè)工序，是布放海冰物質(zhì)平衡浮標，用來(lái)監測海冰的溫度和冰厚、表面雪厚等參數。
“本次科考海冰綜合調查作業(yè)的重要目的之一，是研究海冰物質(zhì)和能量的季節性演變過(guò)程及其與大氣和海洋的相互作用，進(jìn)而揭開(kāi)更多關(guān)于北極氣候變化的奧秘?！绷铸堈f(shuō)，“冬季的現場(chǎng)海冰觀(guān)測難度極大，布放無(wú)人值守的海冰物質(zhì)平衡浮標，是獲取全季節海冰物理數據的重要手段?！?/p>
除了物理學(xué)視角，海冰研究也是工程領(lǐng)域的重要內容。
每到一個(gè)海冰綜合作業(yè)站位，大連理工大學(xué)高級實(shí)驗師陳曉東在“雪龍2”號極地科考破冰船舷側尋找合適的海冰來(lái)切割、采樣，并統計每塊冰的溫度、密度、鹽度、強度等參數。
“對海冰開(kāi)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船舶破冰性能息息相關(guān)?！标悤詵|告訴記者。
陳曉東介紹，船舶與海冰碰撞時(shí)產(chǎn)生的瞬間沖擊力要遠遠大于開(kāi)闊海域航行時(shí)的水阻力，這對船舶的航行和結構設計是巨大挑戰。對于一艘破冰船，需要掌握航行海域海冰的相應物理參數，為船舶設計提供參考。
作業(yè)一線(xiàn)：腦力與體力的雙重考驗
在海冰綜合作業(yè)現場(chǎng)，記者親身體驗了冰芯取樣的艱辛。
冰芯取樣裝置，由1米多長(cháng)的圓筒形鉆頭與手持汽油機組成。工作時(shí)，需要啟動(dòng)汽油機，雙手將鉆頭“按”進(jìn)冰層，再將機器“拔”出冰面，取出鉆頭中的柱形冰芯樣本。
在這一過(guò)程中，啟動(dòng)機器需要人工拉栓，打洞時(shí)需要人工“把正”機器，還要將冰芯裝袋標記……獨自取完5個(gè)冰芯后，記者體力基本耗盡。即使戴著(zhù)手套，雙手也已經(jīng)因寒冷而難以彎曲自如。
一個(gè)上午，陳曉東取了30個(gè)冰芯?！傲晳T了?！彼f(shuō)。
在海冰作業(yè)現場(chǎng)，部分精密儀器需要裸手操作，數據的記錄需要錄入電腦甚至手寫(xiě)。頂著(zhù)寒風(fēng)、踩著(zhù)積雪，科考隊員不僅要保持充足的體力，更要有清醒的頭腦和堅定的意志。
“在寒冷的環(huán)境下，人體機能會(huì )下降，人的思維也會(huì )變得緩慢，一定程度上會(huì )導致試驗效率和試驗成功率明顯降低?！标悤詵|說(shuō)。
“從宏觀(guān)角度看，海冰研究周期長(cháng)、消耗大?！绷铸堈f(shuō)，以北極為例，船舶只能在夏季航行，冬季難以抵達。即使有無(wú)人值守設備，也面臨潛在的海冰融化導致設備故障等風(fēng)險，故海冰研究對人力依然有較強依賴(lài)性。此外，船舶的航行、科考設備的運輸及消耗，也客觀(guān)上為海冰研究增加了成本。
排除萬(wàn)難，在天寒地凍的冰原，他們仍在年復一年地堅守。
