冒着冰融的危险下放仪器收集数据

作北极极夜光学实验

　　赵进平教授(左一)、李涛博士（右一）与加拿大首席科学家北极极夜合影

水下综合测量仪器

北极简陋的工作现场

极地宠儿欢迎雪龙号

赵进平教授在美国北极考察船上接受美国新闻记者采访

矫玉田高工在北极进行海冰考察

史久新教授在北极浮冰上工作

　　北极冰花

　　2007/2008国际极地年（IPY）中国行动计划已经拉开序幕，围绕IPY六大科学主题，我国提出10个行动。国际合作计划是IPY重要的目标之一，北极国际合作科学考察是主要行动之一。我校极地海洋过程与全球海洋变化重点实验室积极参与极地年活动，提出了2007年、2008年及今后若干年的具体考察研究计划。目前，该实验室已经完成了美国白令海航次的考察计划，现正在进行的是加拿大绕极冰间水道观测研究以及第24次南极南大洋考察。
　　一、科学背景在最近20年，北冰洋正在经历着快速变化，主要体现在气温升高、海冰厚度和面积减小。其中，海冰面积减小产生的气候效应最为显著。在我国组织的两次北极考察中发现，北冰洋的太平洋扇区存在次表层暖水现象，导致海洋对大气的热力贡献显著增加。我国学者的研究认为，次表层暖水现象的形成机理是太阳辐射加热和表层冷却，并获得解析和数值研究结果，证明了这种机制是次表层暖水的形成原因。
　　然而，从国外的考察数据看，在大西洋扇区似乎并不存在次表层暖水现象，至少不象太平洋扇区那样普遍。我们根据研究和分析，认为两个扇区的差别是由太平洋入流引起的，是太平洋水的特性形成次表层暖水现象。太平洋水来自白令海，携带大量营养盐，是典型的高营养盐水体。在太阳辐射加热的情况下，引起海洋浮游植物的大量繁殖，夏季楚科奇海的生物生产力是全球最高的海域。而在大西洋扇区，上层海水的营养盐被长期消耗，太阳加热引发的生物生产力要比太平洋扇区低很多。
　　研究工作表明，浮游植物的大量繁殖产生较大的热量，使海水温度比同样条件下无生物的海水高很多，这主要是由于浮游生物的光谱特性产生的。海冰融化后海洋生物过程的发展对物理过程产生显著影响。在北冰洋，由于气温低，生物过程改变了海洋热存储和传输的条件，其作用非常显著，成为影响北极乃至全球气候变化的重要因素。
　　过去，海洋物理学和海洋生物学的考察一直是脱节的，没有同步的观测资料，尤其是没有热力学、光学和生物学的同步观测，生物过程对物理过程的影响至今不清楚。
　　本项目将在2007年前往美国和加拿大参加北极考察，同步进行多学科的联合观测，研究生物过程对物理过程的影响，去验证我国科学家提出的北极次表层暖水的形成机理，促进对北极变化的研究。
　　二、研究目标通过搭载美国破冰船Healy和加拿大破冰船埃莫森号前往北冰洋，同步开展物理海洋学、海洋光学、海洋生物学的联合考察，研究在不同海冰条件下海洋生物过程对海洋物理过程的影响，了解生物过程对海水温度的影响，证实次表层暖水的形成机制，研究生物过程对气候变化的贡献。
　　三、研究内容（1）加拿大海盆上层海洋热力学结构和光学结构（2）弗莱姆海峡上层海洋热力学结构和光学结构（3）海洋浮游生物的种类和垂向分布（4）海洋生物过程对海洋热力学结构的影响（5）海洋生物过程的气候效应四、进展安排1、考察内容（1）与美国田纳西州立大学（UniversityofTennessee）JackieGrebmeier博士合作，在2007年参加他们5-6月北极航次的考察。
　　（2）与加拿大Manitoba大学 David.Barber教授合作，乘破冰考察船CCGS埃莫森号于2007年11月开始进行北极冬季科学考察。
　　此次考察是对绕极冰间水道研究系统（CFL）的观测研究，主要设计目标是研究物理环境的变化怎样影响生态系统。CFL主要包括三个部分：a）现场考察计划，b）建立观测站系统c)数值模拟.这些组成将有助于解决北半球冰间水道系统的变化对全球气候、海洋生态系统、污染物的输运、碳通量、海气冰界面的温室气体通量的影响。该计划将启用加拿大新的破冰考察船-CCGS埃莫森号在班克斯岛冰间水道进行一个冬季的科学研究。最终有助于科学家们理理解气候变化是如何影响海洋物理-生态耦合过程的。CFL是加拿大国际极地年（IPY）期间重要的科学研究项目。
　　五、创新性同步开展物理海洋学、海洋光学、海洋生物学的联合考察，研究在不同海冰条件下海洋生物过程对海洋物理过程的影响，是国际上尚没有开展的研究工作，是我国经过多年研究凝聚出的新的研究思路，也是我国在国际极地年的工作计划之一。这个思路提出后得到国际同行的关注，并主动提出支持我们参加2007年的考察工作。预期该项考察将在加拿大海盆和Fram海峡区获得多学科多参数的一体化剖面探测数据，促进关于海洋生物过程对海洋物理过程影响的研究，取得国际先进水平的研究成果。
　　六、预期成果完成《2007年国际合作北极考察报告》2卷，在考察结束50天内正式提交给中国南北极数据中心，并向国内相关科技人员发布。
　　本项目预期完成论文8篇，全部标注财政部专项资助项目“国际极地年中国计划”。其中，发表国外SCI论文3篇，国内核心期刊论文5篇。论文在1年内全部完成并投稿。
　　七、数据共享根据《中国极地科学考察数据管理办法（试行）》（国海发2003[14]号）和《中国极地科学考察数据管理办法》实施细则的要求，本课题取得的全部数据在考察结束的50天内汇交给中国南北极数据中心。汇交的内容包括：原始数据、元数据、初步加工的数据产品和数据说明文档等。数据包括中方和外方取得的数据。数据汇交平台：中国极地科学数据库（http://www.chinare.org.cn）。
　　项目中方队员取得的观测数据在数据汇交一年后正式公开给国内科技人员共享使用。外方取得的数据按照外方数据解密的要求提供共享。（中国海洋大学极地海洋过程与全球海洋变化重点实验室供稿）