雪龍闖北極(60)_任建民

六〇

　　§0805－2（BJ0806） 24小時連續冰工作業完成，考察隊發現北冰洋上空溫暖如春

　　連續24小時的大兵團集中作戰於8月5日下午結束，中國首次北極科學考察隊在位於北緯73度21分、西經164度51分的一塊冰盤附近進行了從上到下的立體交叉式考察，這是考察隊到達北冰洋以來進行的首次冰邊緣海－冰－氣的聯合觀測作業。

　　從下到上的考察內容是：

　　冰面以上：每隔4小時施放一個探空氣球，共放6次，測得了高空15公里到25公里的溫度、濕度、壓力和風速、風向數據；施放了8次系留飛艇帶升的「軟式氣象塔」，觀測到了1000米以下氣邊界層物質和能量的交換過程，超聲風速儀測量近地層的熱量與動量的輸送過程；大氣輻射儀觀測大氣在地表附近的輻射平衡過程。

　　冰面：冰與大氣界面的物理測定與取樣；冰層厚度的雷達測定。

　　冰面以下：用手搖冰鑽成功鑽取3.7米、1.O米、0.6米長的冰芯各一個，回國後進行氫同位素、氧同位素、陰陽離子和硫酸根等的分析。

　　水面以下：CTD調查，測得了海水的溫度、鹽度和深度數值。

　　這次立體作業，大氣方面集中了全國最強的力量，包括中科院大氣所、國家氣象局和國家海洋氣象預報中心的科技人員。冰雪方面則有全亞洲最強科研單位的參與：中科院蘭州冰川所、國家海洋局極地研究所、國家海洋局環境保護所以及日本極地所。

　　一般說來，大氣和海水的物質與能量交換，對全球變化起著至關重要的作用。在北極冰邊緣，這種交換最強烈也最複雜。從高空到水下，觀測一個24小時的連續變化過程，對研究這種交換有著重要的意義。

　　此外，鄂棟臣、張瑞剛兩位分別來自海峽兩岸的教授，利用便攜式絕對重力儀，成功地測出這塊冰所在位置的絕對重力值為97962283.3微伽。由於這種儀器剛剛生產出來，因此，中國北極考察隊測得的數值是世界上首次獲得的北冰洋絕對重力值。據其可計算地球形狀、海平面的變化，以及地殼運動規律等。

　　經過對觀測數據的初步分析，科學家們發現，北冰洋上空溫暖如春，用術語來說，就是北冰洋上空存在強烈逆溫現象。

　　來自中科院大氣所兩個小組的科學家通過不同手段觀測，互相印證了這一現象。所謂逆溫，是指隨高度升高而空氣溫度上升的現象。一般說來，空氣溫度隨高度增加是降低的。南北極地區逆溫現象很常見，但溫差達到17℃卻很少見。

　　鄒捍教授運用GPS定位探空氣球，在8月5日到6日的24小時內，每隔6小時施放一次，氣球最高升空達25公里。氣球帶動的傳感器每升高30～50米傳回一個溫度數據。 4次觀測的數據是一致的，逆溫層的厚度在400米左右，逆溫層的最高溫度為17.8℃，而冰面溫度在0.8OC。

　　曲紹厚教授運用的手段是系留飛艇帶動傳感器升空，每隔2～3米傳回一個溫度數據。他測量的最大高度為600米，共測量8次。根據他觀測的數據，逆溫層的厚度為250米，溫度最大梯度變化達到每10米1.2℃。

　　儘管兩種方法得出的數據不完全一致，但強烈逆溫現象的存在得到了證實。逆溫的強弱與大洋表面狀態有密切關係。上述數據都是在一塊方圓一公里的大型浮冰塊上測得的。而在三四成的浮冰區域觀測，飛艇數據表明，逆溫層厚度降為150米，開闊水域（冰間湖）降為50米。

　　鄒捍認為，逆溫形成的主要原因是暖氣團北上、下層空氣與冰面進行熱量交換的結果。進一步的分析要留待回國後進行。由於冷空氣密度高，呈下沉趨勢，因此，逆溫現象非常穩定，上下空氣的物質和能量交換非常困難，熱量主要靠輻射傳遞。

　　國家氣象局研究員卞林根和國家海洋氣象預報中心的謝思梅研究員分別測出，在冰面上，空氣中50％的輻射熱量被吸收，而在冰間湖中，空氣中95％輻射的熱量被海水吸收。

　　曲紹厚研究員指出，這說明，一旦浮冰開始融化，物質和能量交換過程就會加速進行。曲紹厚介紹說，從國際上對北極所進行的研究來看，北冰洋與外界的熱量和物質交換有幾個途徑：⑴以1.5公里的高度為界，上下空氣之間的交換，可以通過衛星遙感的方式測得；⑵以北極圈為界，內外空氣的交換，數以百計的陸基站己觀測了足夠數據；⑶海水間的交換。北冰洋共有三個出口：白令海峽、格陵蘭海和巴芬灣，交換也研究得差不多了。而海冰氣的物質和能量交換是最複雜的，是目前研究的熱點和難點。美國正在進行一個10年研究計劃，課題就是海冰氣交換。他們把一條破冰船凍在巴芬灣，一觀測就匙整年。

　　晚上，遇見鄒捍，發現一個有趣的現象，那就是他的房間裡也存在逆溫現象。

　　考察隊員住在雪龍船前部，分新舊兩個區。舊區是船上原來的住艙，俄國人造的；新區是前幾年剛加的，中國人修的。舊區艙內的設備比較舊，但比較實用，新區的內裝修漂亮些，但華而不實。新區共4層，其中三層一間艙內住著兩位大氣學家鄒捍和王維。兩人都是中國科學院大氣研究所的，一位是教授，一位是高級工程師。我從他們艙門口過時，看見鄒教授正光著膀子在上鋪抽煙，王高工擁著被子在下鋪看書。我大感奇悍，進去問個究竟。鄒教授戲稱為「逆溫」現象。就像已經測知，冰面氣溫是0℃左右，可300米上空是17℃一樣。逆溫現象容易保持穩定，因為熱空氣密度低，冷空氣密度高，一個在上，一個在下，誰也不跟誰對流。

　　這道理我懂！我打斷鄒教授的話說，可我不懂你們艙內怎麼就形成了「逆溫」？鄒教授說：「暖氣系統漏了，艙裡太熱，只好開舷窗，就這樣了。」怎麼解決？兩位大氣學家還沒想出來。

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