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2017-05-10袁琭璐 李念文彙講堂

編saying



中国在登上南极洲后的30年中有何作为?如何开发和保护正在冰雪消融的北极?极地的中国梦是如何展开的,前景如何?5月6日下午,中国极地研究中心主任杨惠根、上海国际问题研究院副院长杨剑做客第110期文彙講堂,分别主讲《南极洲,中国登陆之后》与《北极圈:中国的起点与命运共同体》。5月7日讲堂微信刊发现场精彩互动及讲座前“极地人”圆桌交流精要。5月8日刊发现场对话和线上互动。(见文末相关链接)


今日與您分享主講嘉賓楊惠根的演講整理版,明日與您繼續分享主講嘉賓楊劍的演講整理版。



主講之一


曆經30年科考路,從大國邁向強國

楊惠根:南極利用,中國與世界分享發現

從小喜歡仰望星空,所以成了一名空間物理工作者。物理世界速度最快的是光速,但比光更快的是思想,今天對話,很高興我有機會通過楊劍院長仰望思想的星空。作爲科學研究工作者,我們去南極尋找自然的奧秘,正如如澳大利亞探險家莫森在《暴風雪的夜晚》所言,“這裏總有一些不可名狀的東西,讓人感到疏遠,卻牢牢地攫住了我們的靈魂。”澳大利亞的一個南極考察站以莫森的名字命名,他說出了極地工作者的心聲。


今天,我從三個方面分享自己的一些思考:重新審視南極,它意味著什麽?中國30年南極科考的征程是如何走過的?今後中國南極研究的目標是什麽?


南極是什麽?

控制全球氣候甚至人類命運


首先,看看人類探索認識南極的曆史,迄今組織的四次國際極地年爲其提供了一個時間坐標。


人類認識南極的四階段:地理發現、科學探險、科學考察、太空觀測


在1882-1883年第一次國際極地年前後,即1487-1920年,人們主要是爲了占有目的發現南極,稱爲地理發現階段。18世紀英國著名探險家、航海家庫克船長,進行了三次遠洋探險航行,試圖尋找傳說中的“南方大陸”,開啓了人類對南極的探索之旅;之後俄羅斯人別林斯高晉在1819-1921年間完成了人類首次環南極航行,他6次穿越南極圈,發現亞力山大之地,首次發現南極大陸;英國航海家羅斯從1840年開始率船駛抵南緯78°11′的海域,創造向南航行的最高紀錄,他不僅發現了大陸冰障,並找到南磁極,被認爲是最先抵達南極大陸的探險家;征服南極點的競爭發生在1911年,挪威探險家阿蒙森登頂極點後成功返回,而英國探險家斯科特的整個探險隊伍在成功到達極點返回羅斯冰架上後全部犧牲。驅動地理發現的是領土主張,到目前爲止,英、法、智利、阿根廷、澳大利亞、新西蘭、挪威等七國陸續宣布南極領土主張。



18世紀英國著名探險家庫克船長(左),俄國海軍軍官別林斯高晉(右)完成人類首次環南極航行。

  

1932-1933年的第二次國際極地年前後,即1921-1957年,人類對南極的情況所知甚少,史稱科學探險階段。


1957-1958年的第三次國際極地年,演變成了國際地球物理年,它是一個重要的分水嶺:在南極地區建立65個常年考察站,開始了對南極的系統觀測與調查,標志著南極研究進入科學觀測時代;得到板塊漂移學說的直接證據,形成地球科學的許多重要概念;促成了《南極條約》的誕生,凍結南極領土要求,保護南極環境,和平利用南極從此成爲國際社會的主導理念。


2007-2008年的第四次國際極地年,人類已經進入太空,實現太空對地觀測;中國第一次參與這個世界極地盛會,專門制定了國際極地年中國協同計劃。南極科學考察進入了全球聯系階段。


全球氣候變化前沿:如果極地冰蓋全部融化,中國東海岸線將後撤400公裏


  

從地理環境來看,南極包括南極洲和南大洋,南大洋包括南大西洋、南太平洋和南印度洋,南極洲面積1400萬平方公裏,平均海拔2350米,它常年爲98%的冰雪所覆蓋,南極冰蓋平均厚度達2450米。通過降雪與冰川滑落、冰架崩解維持基本的物質平衡,南極冰蓋保持一個相對穩定的構造,地球72%的淡水資源就是以固體冰的形式保存在南極大陸上面。南極海冰一年經曆四季變化,潮汐起伏影響南極海冰、冰架以及它們支撐的南極冰蓋,南極冰蓋通過冰架、冰川流出的冰融化後形成海洋冷水團下沈到海底,驅動全球海洋熱鹽環流輸送,控制著全球氣候變化甚至是人類命運。這是我們考慮整個南極最基本也是最重要的一個地理要素。


南極洲的基本特征,一是“三無大陸”,無領土主權歸屬、無土著居民、無高等植物,企鵝的食物鏈在海洋,不屬于南極大陸。二是有兩個極點,地理極點和地磁偶極點。三是有“三大冰架”即羅斯冰架、融尼冰架以及中山站附近的艾默裏冰架,後者是整個南極冷水團形成的最關鍵的地方,對整個全球氣候系統影響巨大。冰穹A是南極冰蓋最高點,我國在此建立了南極昆侖站。南極有各種各樣的資源,目前允許開發。最重要的是科學資源,我國南極昆侖站可以說也是科學資源的制高點。


在第四次國際極地年之後,國際南極研究科學委員會(SCAR)進行了一次南極與南大洋科學地平線掃描的戰略研究,確定了南極科學的6個優先領域和80個前沿的科學問題。要理解地球氣候變化,就要知道南極正在發生的變化。首先是南極大氣臭氧洞較大程度地阻擋了全球變暖的南極進展。其次,南極冰蓋在部分地區正較快地消失,若南極冰蓋全部消融,全球海平面將上升57米,加上北極格陵蘭冰蓋的消融,一共會上升63米,那麽中國東部的海岸線後撤400公裏。另外,南大洋吸收了大量的二氧化碳,正在較快地升溫和酸化,南極陸地和海洋生態系統都將發生變化。南極科學要改進對南極變化的預測,就需要引入更好的極地過程的表述和非線性的過度模型。



南極冰蓋全部消融,全球海平面將上升57米,加上北極格陵蘭冰蓋的消融,一共會上升63米,那麽中國東部的海岸線將後撤400公裏。”


中國30年極地科考

正從大國邁向強國行列


我國極地研究雖然起步較晚,但得益于極地考察的體制優勢,迅速成爲了世界極地考察大國,正在向強國行列邁進。


1984年中國登上南極洲後的30年科考路


简单梳理一下中国极地考察的里程碑:1977年,国家海洋局在考虑第六个五年计划时,提出“查清中国海、进军三大洋、登上南极洲”的战略目标;1978年通过《关于开展南极考察工作的报告》向国务院建议成立南极考察委员会;1980年派遣董兆乾、张青松二位科学家参加澳大利亚南极考察;1983年,中国加入《南极条约》成为缔约国。1984年,中国首次南极考察队登上南极洲;1985年,中国建成南极长城站,成为《南极条约》协商国;1989年,中国极地研究所成立,后来更名中国极地研究中心,1990年在东南极拉斯曼丘陵建成中国南极中山站;2005年,中国科学家首次登顶南极冰穹 A;2009年建成中国南极昆仑站;2014年建成中国南极泰山站。


能力建設:新破冰船、最強雪地車隊、布局完整的考察站


南極考察行動,需要強大的能力建設支撐。破冰船方面,“雪龍號”破冰考察船原來是一艘買來的極地貨船,安裝了大洋調查裝備和分析實驗室,並進行了兩次大的改造,船艏、心髒發動機、推進螺旋槳都已徹底更新,還裝備了直升飛機。目前正在建造一艘新的極地考察破冰船, 由中國和芬蘭聯合設計,正在由江南船廠建造。“雪龍號”的連續破冰能力是1米厚的海冰,航速1.5節,新船的設計破冰能力是1.5米,破冰航速是3節, 是“雪龍號”的一倍,而且將是世界上第一艘艏艉都可以破冰的破冰船,後向破冰可以破15米的冰脊冰。



雪龍船號破冰考察船


  

在南極內陸交通運輸方面,我國擁有世界最強大的內陸考察雪地車隊,依托這樣的內陸車隊,我們實現了在冰穹A建立南極昆侖站,也有能力把我國科學家和科考裝備投送到南極任何一個地點。


最近,我國又購置了一架“雪鷹”固定翼飛機,裝備了重力、磁力、冰表與冰下地形、冰層內部結構等最新科學調查設備,能夠進行南極內陸運輸、應急保障以及航空遙感和大氣采樣。中國成爲了繼美國、英國、德國之後,第四個擁有航空科學調查平台的國家。


“雪鷹”固定翼飛機提供南极内陆运输、应急保障 以及航空遥感和大气采样


  

在能力建設支持保障下,我國有計劃地建立了一系列重要的科學考察站。在位于大西洋的長城站、印度洋的中山站等沿岸考察站建成之後,我們先後建立了位于冰穹A的昆侖站、伊麗莎白公主地的泰山站等內陸科學考察站,目前正規劃在南太平洋的維多利亞地站地區建立第三個南極沿岸考察站,覆蓋了南極三大洋區和一個南極冰蓋-冰架-海洋相互作用斷面,形成了合理的科學布局。此外,我國在上海外高橋地區正在建設極地考察國內基地。



“六個維度”度量研究能力:中國PANDA被列入國際核心計劃


什麽是極地科學?目前沒有嚴格的定義。我建議以下述“六個維度”作坐標系。 第一是利用地理位置優勢開展的南極天文宇宙觀測,比如我國南極昆侖站就是地球上進行天文和宇宙觀測最好的台址,南極天文現在已經成爲國際南極研究一個非常重要的研究方向;第二,與低緯地區不一樣,極區有著開放的磁力線,是日地相互作用太陽風等離子體進入地球大氣的所在,因此日地相互作用以及對地球影響的研究是南極研究的獨特維度;第三是南極板塊運動與地質演化;第四是關注南極本身,包括氣候、環境,各圈層相互作用;第五是南極生命的適應和進化;第六是人類活動對南極的影響。通過以上“六個維度”基本可以來度量各個國家南極研究的成就與強弱。


因爲曆史的原因, 中國僅參加過一次國際極地年、即2007—2008年的第四次國際極地年。爲此,我國實施了一個”國際極地年中國行動計劃”專項,包括南極普裏茲灣—埃默裏冰架—冰穹A的綜合斷面科學考察與研究計劃(簡稱PANDA計劃)、北冰洋科學考察計劃、國際合作和數據共享計劃以及科學普及與宣傳計劃。第四次國際極地年中,全世界科學家共提出1200個計劃建議,最後確定了208個核心科學計劃。我國的“PANDA計劃”被列入國際核心計劃,該計劃執行5項行動:南印度洋-普裏茲灣-艾默裏冰架相互作用海洋斷面綜合調查、中山站國際極地年全球協同觀測、格羅夫山綜合科學考察、中山站-冰穹A斷面大氣環境與地球物理綜合觀測、冰穹A冰芯甘伯采夫冰下山脈岩芯鑽探以及南極天文、大氣科學、空間物理觀測。由此可見,我國極地研究在“六個維度”上面都部署了重要的研究工作,通過“PANDA計劃”的成功實施,我國對國際南極研究作出了重要的科學貢獻。


極普裏茲灣、艾默裏冰架與冰穹A斷面綜合考察。


中國極地科學的成就:“三大突破”、“四大進展”


30年的極地科考研究,中國取得了諸多突破,舉幾個例子跟大家分享。


第一是在東南極冰蓋探測研究取得突破,爲南極冰蓋起源與早期演化提供了重要證據。研究表明,我國昆侖站所在地冰穹A是整個南極冰蓋形成的起點,如果未來南極冰蓋消融,這也將是最後一個消失的地方,而我國在這個重要位置建立考察站,正在實施深冰芯鑽探科學工程,目前世界上通過極地冰芯恢複的古氣候記錄是70萬年,冰穹A深冰芯有可能恢複100萬年的古氣候記錄。


第二是日地相互作用的研究。我國在地球的一根磁力線上同時建立了南極中山站和北極黃河站,由于北極大部分地區爲北冰洋覆蓋,使日地相互作用研究有了得天獨厚的觀測條件。黃河站位于地球極隙區之下,可以觀測到非常典型的日側極光。中山站極光觀測台建立了高頻探測雷達系統,加入SuperDARN國際雷達探測網,我們的研究新發現了等離子體雲塊演化跨越極區對流的觀測證據研究及兩類新型極光結構——日側彌散極光和喉區極光等。

極光産生過程


第三,北冰洋考察無冰海盆CO2吸收研究取得新認識。人們期待海冰消融能使北冰洋能大量吸收二氧化碳,然而雪龍船的調查顯示,無冰的北極海盆未必成爲碳彙。


此外,中國南極研究取得了一系列進展,如在南極冰穹A上的天文觀測取得系列研究成果;發現了很多微生物的新族和新種類;在南極隕石--天體化學研究上,中國極地科學家已從南極大陸回收隕石11400多塊,成爲繼日本、美國之後的第三大南極隕石保有國;在極地戰略研究上,國內20多家知名研究機構建立了極地戰略研究網絡,圍繞國際政治、法律、安全、經濟等領域,開展了深入的研究和廣泛的國際交流。


我國的極地考察研究爲我國的極地和氣候外交活動、政府間氣候變化委員會(IPCC)的氣候變化提供了科學支撐,爲維護國家極地權益作出了貢獻。



南極隕石


中國南極研究的未來之路

重心應轉向更深更廣的利用

對于南極研究30年後的未來之路,我的思考基于一個基本的認識,如果說人類南極探索最初從地理發現開始,經過國際極地物理年系統的科學觀測和2007—2008年第四次國際極地年關于南極在地球系統中作用的系統研究,對于南極自身的認識基本已經有了幾次質的飛躍,上升到了一個新的階段。現在的研究重心應該向人與南極的關系、向範圍更廣內涵深的南極利用轉變, 更多造福人類福祉。


關注南極的全球聯系,促進中國工程技術創新


對南極的利用,有以下幾點要做:


第一,要繼續認知南極及其與全球聯系。南北兩極雖然離我們很遙遠,但實際上控制著全球氣候和海平面的上升,控制著全球的生態環境系統。南北兩極沒有工業活動、沒有人類居住,尤其南極是檢測地球本底最理想的地方,這些是我們在考慮未來經濟、社會甚至政治安全所需要考慮的基本要素。


第二,保護南極荒野的自然和生態環境,參與和推進南極治理體系建設。這一形勢也並不樂觀,圍繞資源開發和領土主張的競爭暗流湧動。各國現在已經提出了南極特別保護區,有多達73個在主張的保護區,還有7個南極特別管理區。海洋方面,除了《南極條約》外還有《聯合國海洋法公約》,現在澳大利亞、挪威、阿根廷和智利等國向聯合國提出了南極大陸架劃界案。此外,在南極還存在各種實質性的活動,美國在南極的活動範圍已經延伸到南極周邊地區;俄羅斯出台了《南極戰略》,規劃2030年前戰略布局;澳大利亞已向政府提出南極行動“十大舉措”;印度、法國、韓國、日本等正積極籌建新的考察站和考察船,各個國家的南極競爭不減反增。《南極條約》一旦失效或者作出重大變更,領土主張必然以“實際控制”作爲最有效的支撐,在這一點上,著眼保護南極環境和自然的保護,中國的南極研究應該有所作爲。



南極特別管理區(ASMA)


第三,積極探索南極科學和環境資源利用。《南極條約》禁止礦産和油氣資源的開發,鼓勵開展南極環境與科學資源利用探索。比如南極天文觀測、空間碎片監測、空間天氣監測、甚長基線測量、生物基因資源利用等。第四,促進極地科學發現和技術創新。不同于傳統疆域,極地疆域的開拓內涵相當豐富。中國的極地工作要發展,工程技術的創新是短板、要跟上。另外包括極地資源利用、環境保護、公域治理、戰略安全和領土歸屬都應該關注。


多途徑的科學傳播:國際交流、建立極地主題公園


第五,加強科學傳播。中國極地考察的群體大概只有600人左右,如果沒有傳播,知識將停留在誕生之地,不會往前走一步。因此,首先要吸引更多的青年參與。2007年10月到2008年3月的國際極地年期間,中國和挪威兩國聯合舉辦了一項國際合作交流考察活動“迎接北極第一縷曙光---首次中國大學生北極考察”,從1000萬中大學生選出十名大學生赴北極斯瓦巴特開展科學考察,回國後實施廣泛的極地科學普及活動。同時,我們也需要加強和北極工程的對話,2012年8月中國第五次北極考察訪問冰島時,“雪龍號”考察船就對冰島公衆開放參觀。


  


  

2012年8月,中國第五次北極考察訪問冰島時雪龍號考察船對冰島開公衆放。


艺术的极致是科学,科学的极致是艺术, 科学与艺术的融合将散发出更大的魅力和传播能量。南北极不仅吸引科学家不畏艰险探寻科学奥秘,还激发了艺术家的创作灵感。经过三年潜心创作,上海戏剧学院、中国极地研究中心与上海科学技术协会曾于2012年联合出品了多媒体舞蹈诗《极境》,将科普知识、极地考察的艰难过程以及重新审视人与自然千丝万缕的深刻关联呈现给大众。


  


上海戲劇學院、中國極地研究中心與上海科學技術協會曾于2012年聯合出品了多媒體舞蹈詩《極境》劇照。


另外,我還有個提議,上海作爲一個國際性的大都市,如果能建一個國際極地主題公園,一爲認知南北極的全球聯系,二爲追求人與自然的和諧,這將是傳播極地科學的一個良好的途徑和方式。


“南極精神”賦予極地考察者內在力量


極地考察過程中,最重要的收獲也是不該被忘記的就是南極精神。從首次登上南極洲、秦大河首次徒步橫穿南極、中國第21次南極考察首次登頂南極冰蓋最高點冰穹A,到最終建成我國第一個內陸考察站昆侖站,是南極精神弘揚和發展使中國取得一個又一個的進步。1985年5月,中國首次南極考察勝利凱旋之際,《紅旗》雜志發表了題爲《南極精神頌》的社論,將南極精神高度概括爲“愛國、求實、創新、拼搏”。30年後,這一南極精神依然有效,必將有新的發展。


總之,未來,我國南極考察應該著眼于對人類共同命運的責任和國家整體安全利益,要爲人類福祉與和平利用南極作出應有的貢獻。


  


楊惠根:2009年第25次南極科考隊隊長


南极科考路上,莫森所言的“不可名状”的力量究竟是什么,有时也充满了孤独,我最喜欢的理查德 E 博德的诗《孤独》,以此诗与有志于极地事业的同仁们共勉:



世界的盡頭

可能會是這樣的

最後從懸崖後撤的男人

從這樣的地平線上遠眺

風兒止息/海面凍結

天空安詳

大地在冰川的寂靜裏

一切歸于甯靜



      (整编 :袁琭璐 李念)

原文來源:http://mp.weixin.qq.com/s/JBwAHRUw8uXdixy0gWhhdw

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