核動力破冰船已提上日程我國極地科考還缺啥？

日前，中國核工業集團有限公司電子商務平臺的一則招標公告透露了一個重磅信息：我國將建造首艘核動力破冰船。

與此同時，在江南造船（集團）有限責任公司上海長興島廠區塢內，中國新一代萬噸級極地科考破冰船“雪龍2”號正在建造中，預計于2019年交船。

工欲善其事，必先利其器。中國極地研究中心研究員李院生近日接受《中國科學報》采訪時表示，我國要從極地科考大國變成極地科學強國，學術思想要跟上，技術裝備要跟上，要拿出有影響的科學研究成果。

極地科考效率亟待提高

目前，我國科考人員前往南極，長城站方向可以靠商業飛機輸送；而中山站方向主要是乘坐“雪龍”號，從上海出發，單程就要花一個月的時間。

然而，南極最佳作業時間大概就夏季的3個多月，乘船來回在路上要用去2個多月，限制了在南極的有效作業時間。

“現在亟需的是提高南極考察的效率。”李院生曾先后11次參加南極科考，他對此深有體會，“必須把我國南極考察的洲際航空體系建立起來”。

據了解，目前進出南極主要有南美、新西蘭、澳大利亞、南非4個航空通道。

李院生表示，南極科考需要配備洲際飛行的運輸機，以更高的效率運送人員、裝備和物資。進入南極后，再利用我國首架固定翼飛機“雪鷹601”號進行中山站至昆侖站、泰山站等站點之間的飛行，將人員快速運送到相應的考察站。

這樣將延長南極陸地綜合科學考察時間近2個月，大大提高考察效率。同時，南極洲際飛行的運輸機還可以為其他南極考察的國家提供一定數量的艙位和艙容，為國際合作提供平臺。

要建立南極洲際航空體系，在中山站附近建設大型飛機輪式起降的機場就成為關鍵。目前，南極大陸能夠滿足大型飛機輪式起降的機場有四五個，主要是藍冰機場，個別為陸基機場，也有將雪面夯實的硬雪機場。

“我們開展了一些前期工作，找到了一些建造藍冰機場的面積合適的藍冰與適合建造硬雪機場的地點。經過詳細的勘查，劃出安全通行區域，測出冰流速與相關的氣象條件，在中山站內陸幾十公里的范圍內建造大型飛機輪式起降的機場是完全有可能的。”李院生說。

極地通信與遙感綜合觀測衛星應盡早部署

依托中山站、長城站以及在東南極冰蓋上的兩個內陸夏季站，我國已經建立起了基本的冰川、天文、大氣、海洋、生物以及空間物理觀測系統，產生了大量的觀測數據。但由于數據傳輸的限制，大多數現場觀測數據基本都是一年后才能拿回來。

“實時傳輸的價值非常大，勢必要解決通訊衛星的問題，把數據通訊系統建立起來，不能等一年取一次數據。”李院生說。

此外，南極大陸有1400多萬平方公里的面積，南大洋也有約3800平方公里的面積。盡管現在南極有幾十個科考站和觀測點，但覆蓋范圍還是極其有限。

“在極區，地面觀測只能覆蓋局部的小范圍的地區，幾個點、幾條線和局部的幾個區域，而大空間尺度的觀測，只能采用衛星遙感觀測。”李院生說。

長期從事極地遙感研究，北師大全球變化與地球系統科學研究院院長程曉一直有個遺憾，就是衛星遙感技術已經趨于成熟，但我國極地科考中的衛星遙感數據主要依賴于國外公開的遙感數據。雖然我國有許多遙感衛星，但對極地的觀測幾乎為零。

李院生認為，極地的特殊環境更需要衛星遙感手段。“研發適用于極區特殊環境的各類傳感器，結合極區通信的需求，發射我國極地通信與遙感綜合觀測衛星應是我們盡快啟動的課題。”

打造深冰探測的系列“金鑰匙”

南極包含1/10的地球陸地面積、超過90%的淡水冰以及約70%的淡水。全球海平面上升的高度與速率有多大？南極冰蓋的穩定性如何？冰下過程是怎樣的？冰下生命是怎樣的情景？這些都是科學家關心的前沿科學問題。

而這些都離不開冰下探測裝備的支持，包括深冰芯鉆探，冰下地質鉆探，冰架大深度大口徑熱水鉆鉆探以及冰下湖觀測與取樣等。

以南極冰蓋深冰芯科學鉆探為例，它為科學家揭開地球古氣候之謎、重建百萬年以來的氣候檔案提供了一把“金鑰匙”。

2013年1月21日，我國通過國際合作建造的第一套液封式4000米深冰芯鉆機成功投入使用，目前已經在昆侖站鉆進800米深度，獲取了800米冰蓋冰芯。這是世界上海拔最高的深冰芯鉆探，也是目前在南極唯一還在進行中的深冰芯鉆探。

據了解，國際新一輪南極深冰芯鉆探計劃已經擬定，預計在2025年完成。李院生坦言，與百萬年前的氣候進行跨時空的對話，還須迎接諸多挑戰，克服諸多困難。