今年7月，中國科學技術(shù)大學（以下簡稱中國科大）特任副研究員樂凡閣作為中國第13次北冰洋科學考察隊隊員，前往北極開展北冰洋大氣化學組分的觀測工作。

　　此次北極科考，是中國科考隊首次整體到達地球的最北端——北極點。

　　日前，樂凡閣向《中國科學報》講述了此次科考經(jīng)歷。

　　北極科考開展了哪些工作？

　　7月12日，北冰洋科考隊乘坐雪龍2號科考破冰船從上海浦東新區(qū)國客碼頭出發(fā)，9月5日到達北極點，9月27日返回上海，歷時78天，總航程1.5萬余海里。

　　樂凡閣介紹，7至9月正值北極夏季，大量北冰洋海冰開始融化，海冰消失或變薄為破冰船在冰區(qū)的行駛創(chuàng)造了有利條件。此外，北極的夏季氣溫相對較高，又伴隨極晝現(xiàn)象，有利于露天科考工作的開展。

　　過去數(shù)十年來，在溫室效應驅(qū)動的全球氣候變暖背景下，北極的增暖幅度是全球平均水平的2至3倍，成為全球氣候變化最敏感的地區(qū)之一。而北極大氣氣溶膠的傳輸、生成、排放對北極氣候的調(diào)控有著重要作用。

　　此外，由于諸多環(huán)北冰洋陸地河流的匯集及陸源大氣傳輸，加上低溫環(huán)境下凍土、海冰介質(zhì)等的封存作用，使得北極成為北半球環(huán)境污染物輸入的重要匯集區(qū)。

　　針對以上研究背景，在此次北極科考中，樂凡閣重點對極地氣溶膠及大氣、海洋污染物開展觀測采樣工作。觀測工作包括對北冰洋大氣自表層至高空1萬米左右垂直斷面開展大氣氣溶膠激光雷達走航連續(xù)觀測，痕量氣體及大氣、表層海水汞的在線高分辨觀測等；采樣工作包括大氣氣溶膠顆粒及其前體物——揮發(fā)性有機化合物VOCs的現(xiàn)場采樣，以及自表層至近底層海洋垂直剖面海水的采集等。

　　根據(jù)對采集數(shù)據(jù)的初步分析，樂凡閣發(fā)現(xiàn)夏季北冰洋粗氣溶膠顆粒的濃度高值主要集中在1000米以下的低層大氣，初步判斷可能與北冰洋海鹽氣溶膠排放有關。3000至6000米高空大氣的氣溶膠傳輸過程也較為頻繁，其來源以及氣候、環(huán)境效應值得關注。

　　此外，基于海洋及大氣污染物汞的走航同步觀測進一步顯示，夏季北冰洋邊緣冰區(qū)很可能是北極大氣汞的重要來源。樂凡閣還將進一步對北冰洋氣溶膠及污染物的遷移、轉(zhuǎn)化機制及其氣候、環(huán)境效應開展深入探究。

　　極寒環(huán)境下如何工作？

　　樂凡閣介紹，此次北極考察期間，北冰洋的氣溫多在0℃上下，冷的時候氣溫約為零下9℃，這實際上比中國很多地方的冬天還要暖和。由于科考船內(nèi)實現(xiàn)了空調(diào)全覆蓋，因此他們在室內(nèi)僅需穿一件短袖、一件外套。

　　但當他們?nèi)ナ彝獠杉瘶悠坊蜃霈F(xiàn)場觀測及實驗時，就會穿上科考隊配發(fā)的厚重保暖服，俗稱“企鵝服”。它能經(jīng)受零下70℃的嚴酷考驗，保暖率超50%，并且外層采用較為結(jié)實的、具有防水性能的材料，非常適合極地野外科考作業(yè)。在風雪天氣時，他們還會“全副武裝”，用上棉帽、面罩、手套、雪地靴等。

　　樂凡閣表示，在中高緯度海域時，他們時常可以看到成群的海豚及海鳥，偶爾還能碰到鯨魚。進入北極圈后，由于環(huán)境比較惡劣，大面積的海冰覆蓋，天氣很寒冷，沿途的生物少了許多，一般只有零星幾只海鳥。

　　而北極標志性的北極熊，在整個科考期間只出現(xiàn)過兩次，樂凡閣只見過一次。那只成熟期的北極熊離船大概有三四百米遠，看得不是很清楚。它膽子較小，當看到之前從未見過的雪龍2號這個龐然大物時，就趕緊逃離了。

　　在北極點的體驗如何？

　　2017年11月，當時還是碩士研究生的樂凡閣參加了為期6個月的中國第34次南極科學考察。

　　樂凡閣說，北極和南極就體驗上來說有兩大不同。第一是南極沿途可以經(jīng)常碰到很多生物，有企鵝、海豹、虎鯨等，令人感受到南大洋的勃勃生機；北極的生物則少很多，一般只有零星幾只海鳥，北極熊的出現(xiàn)也是極低概率事件。

　　第二是南極有南極大陸。南極科考時，沿途靠近大陸可以欣賞遠處南極大陸的風景，在中國南極中山站、難言島新站等站區(qū)補給期間，隊員們踏上南極大陸，親身感受這片地球最南端大陸的土地與空氣。而北冰洋科考始終只能與海為伴，沒有登上陸地的體驗。

　　樂凡閣說，此次北極科考一個具有里程碑意義的事件便是雪龍2號克服多重困難，于9月5日13時55分搭載著整個第13次中國極地科考隊到達北極點。

　　通過本次實地考察，他們發(fā)現(xiàn)北極點區(qū)域?qū)嶋H上是典型的浮冰區(qū)環(huán)境，景色平平無奇，與北冰洋其他區(qū)域沒有明顯的特征差異。但到達北極點意義重大，不僅刷新了中國航海最北紀錄，積累了寶貴的航行和應對設備故障的經(jīng)驗，而且科考隊在北極點區(qū)域重點圍繞大氣、水文、生物及海冰情況開展冰站調(diào)查和海洋綜合調(diào)查作業(yè)，填補了該區(qū)域調(diào)查數(shù)據(jù)的空白。

　　此外，科考隊員在這里開展了系列紀念活動。樂凡閣與隊友一起繪制了北極點紀念路標，上面標注了北極點到不同隊員家鄉(xiāng)或工作地點的直線距離，并與路標合影留念，喜悅之情與幸福感油然而生。

　　樂凡閣表示，這次北極之旅是一次收獲滿滿的經(jīng)歷。不僅讓他領略了難得一見的北冰洋獨特風景、到達了地球最北端、看到了北極的特有物種北極熊，還進一步積累了野外考察的經(jīng)驗，鍛煉了在艱苦環(huán)境下工作并獨立思考解決問題的能力。

　　繼續(xù)向極地進發(fā)

　　自1998年中國科大極地環(huán)境研究室教授孫立廣和博士生謝周清首次參加中國第15次南極考察以來，實驗室陸續(xù)派出近70人次參加中國南北極科學考察，取得了一系列創(chuàng)新性科研成果。相關論文先后在《自然》等期刊發(fā)表。2017年，中國科大極地環(huán)境研究室獲批成為極地環(huán)境與全球變化安徽省重點實驗室。

　　極地是全球變化的敏感區(qū)域。現(xiàn)為中國科大教授、實驗室主任的謝周清介紹，12月中下旬，中國科大兩位博士生將要執(zhí)行國家自然科學基金重點項目的野外考察任務，除了在我國南極長城站附近的企鵝聚居區(qū)開展調(diào)查，還將與智利科研人員合作，對南極半島多個企鵝聚居區(qū)進行調(diào)查采樣。

　　謝周清表示，未來，他們還將進一步推動國產(chǎn)先進裝備在極地環(huán)境觀測和探測中的應用，獲取高時空分辨率的大氣、海洋、海冰和生態(tài)要素數(shù)據(jù)，結(jié)合地質(zhì)記錄的歷史重建，深入認識極地多圈層的相互作用過程和機制。（記者 王敏）