问题:在全球变暖背景下,南大洋作为地球气候系统的重要组成部分,其热量与碳汇过程、海冰变化及生态系统响应,正成为国际关注焦点。
西南极地区尤其敏感,阿蒙森海以南冰盖和冰架消融突出,相关海域的海洋过程如何影响冰架稳定性、海洋生态结构如何随环境变化而调整,仍需要更多现场观测来回答。
当前,国际科学界普遍认为,若缺少高纬度海洋长期、连续、可比对的数据支撑,对气候变化机理和未来趋势的判断将存在不确定性。
原因:一方面,阿蒙森海处于环南极海流与局地海洋环流交汇影响区,海水热盐输运、上升流与海冰季节变化共同塑造复杂环境,现场观测受风浪、浮冰与海况限制,数据获取成本高、难度大。
另一方面,西风带及其相关海气相互作用具有显著季节性和年际波动,短期、零散测量难以刻画关键过程。
基于此,中国第42次南极考察在“雪龙”号航行过程中启动走航观测,并在西风带4米涌浪、7级大风条件下完成本航次首个抛弃式温深仪投放,以“边航行、边观测”的方式提升数据连续性与覆盖范围,为后续到达目标海域开展系统调查奠定基础。
影响:大洋队此次作业的直接价值,在于获取温度、盐度等水文结构剖面及相关生态、化学要素数据,为评估环南极海洋生态系统关键要素提供一手资料。
更深层意义在于,通过动态跟踪西风带与环南极海域的环境变化,可为认识南大洋对全球气候系统的反馈作用提供证据链:海洋吸热与储热过程影响全球增暖速率,海气交换影响碳循环,生态系统变化关系到生物地球化学过程。
对于南极冰盖稳定性研究而言,阿蒙森海周边海水入侵、融水扩散及其对冰架底融的潜在作用,是评估海平面上升风险的重要变量,此次考察的观测资料有望在模型约束、机制验证等方面提供关键支撑。
对策:围绕“获取高质量、可对比的综合观测数据”这一目标,本航次大洋考察采用多学科联合方式推进:一是以抛弃式温深仪等手段提高水体结构探测效率,补足不同海域、不同海况下的剖面观测;二是组织水文、气象、生物、化学等走航观测,实现对海洋生态系统关键要素的同步记录,提升数据之间的关联解释能力;三是依托来自国内12家科研院所及高校的31名队员协同作业,强化现场采样、设备保障、数据质量控制与后续综合分析的衔接。
通过标准化流程与多源数据互证,可减少极端环境造成的观测误差,提高资料在国际对比研究中的可用性。
前景:随着全球气候变化影响进一步显现,阿蒙森海及邻近海域仍将是南极科学考察的重点区域。
预计未来研究将更加突出三方面:其一,建立更长时间序列的海洋与生态观测,增强对年际变化与长期趋势的辨识;其二,加强观测与数值模拟的耦合,用现场数据改进对海洋热盐输运、冰架底融及生态响应的参数化表达;其三,推动关键要素数据共享与国际对话,在共同关注的科学问题上形成更多可验证、可复现的研究成果。
此次“雪龙”号大洋作业的启动,体现了我国在极地综合观测能力与跨学科组织能力上的持续提升,也为后续更精准评估南大洋变化及其全球影响提供了新的数据基础。
南极的冰雪变化关乎地球生态系统的未来。
随着“雪龙”号深入阿蒙森海,中国科考队正以扎实的观测数据为全球气候治理提供科学答案。
这场与时间赛跑的极地探索,不仅是对自然奥秘的追问,更是人类应对气候挑战的集体行动。