لماذا اختيرت مناطق شمال 82° شمالًا؟

لم يكن اختيار المواقع الأبعد شمالًا عشوائيًا. فقد احتاجت الفرق إلى جليد بحري أكثر سماكة واستمرارية كي تبقى الأجهزة غير المأهولة مثبتة على سطحه وتواصل العمل لأطول فترة ممكنة، بما يغطي موسم ذوبان الجليد الصيفي. لذلك وُضعت جميع محطات شيويلونغ عند خطوط عرض تتجاوز 82° شمالًا، مع تعديل توقيت العمليات إلى أواخر يوليو بسبب صعوبة ظروف الجليد في منطقة العمل.

شبكة قياسات تمتد من الجو إلى ما تحت الجليد

نشرت الفرق أكثر من 30 جهازًا قائمًا على الجليد، من بينها عوامات لقياس التوازن الكتلي للجليد البحري وعوامات لقياس خصائص المياه عبر الأعماق. كما أجرت رصدًا متكاملًا لطبقة الغلاف الجوي القريبة من السطح، وفيزياء الجليد، وعلوم المحيط تحت الجليد، والبيئة الحيوية الواقعة تحته.

والهدف هو جمع بيانات ميدانية طويلة الأجل وبيانات تحقق تساعد العلماء على تتبع تطور المنظومة المترابطة بين الغلاف الجوي والجليد والمحيط، في وقت يشهد فيه الجليد البحري في القطب الشمالي تغيرات سريعة. ومن شأن تغطية مساحة أكبر أن تكشف العمليات التي تقود هذه التغيرات، وتساعد على اختبار النماذج المناخية وتحسين قدرتها على التنبؤ.

دور «شيويلونغ 2» في استكمال الشبكة

بدأت سفينة كاسحة الجليد شيويلونغ 2 مرحلة محطات الجليد قرب خط عرض 84° شمالًا في وسط المحيط المتجمد الشمالي. وكان مخططًا أن تنفذ ست محطات قصيرة الأجل ومحطة طويلة الأجل، ضمن أكثر من 20 مهمة تشمل نشر عوامات جليدية منجرفة، وأخذ عينات من الثلج ولباب الجليد والمياه تحت الجليد، وإجراء الاستشعار عن بُعد للجليد البحري، وقياسات الغلاف الجوي، ورصد الخصائص الهيدرولوجية للمياه تحته.

وتتعاون محطات السفينتين لتوسيع نطاق شبكة الرصد بدل الاكتفاء بقياسات منفصلة في موقع واحد، بما يوفر صورة أكثر شمولًا عن التفاعل بين الجو والجليد والمحيط والنظام البيئي في وسط القطب الشمالي.

مكعب جليدي بسمك 1.3 متر

في عملية استغرقت نحو ست ساعات، استخدم الباحثون مثقابًا لعينات الجليد ومنشارًا آليًا لاقتطاع كتلة جليدية بحرية بلغ سمكها 1.3 متر، وأبعادها 1.2 متر × 1.2 متر. وستُختبر خصائصها الميكانيكية في ظروف القطب الشمالي، لتضيف إلى أرشيف عينات الجليد البحري وتوفر بيانات تجريبية يمكن أن تفيد في تصميم هياكل الجيل المقبل من السفن القطبية.

أجهزة محلية ومحطة بيئية غير مأهولة

أنشأت البعثة أيضًا شبكة رصد قطبية تعمل دون وجود بشري دائم، واختبرت معدات صينية للرصد البحري وطبقت بعضها على نطاق تشغيلي. وبالنسبة إلى عوامات قياس المياه الضحلة والعميقة المثبتة على الجليد، وعوامات انجراف الجليد البحري، تجاوز متوسط نسبة المكونات المصنعة محليًا 90%. وقد ساعد نضج هذه المعدات على نشر مصفوفات كبيرة من العوامات وإنشاء مراقبة آلية مترابطة.

أما المحطة الجليدية البيئية غير المأهولة، فكانت أول عرض تطبيقي لهذا النظام في القطب الشمالي. فهي تجمع مستشعرات صوتية وضوئية وكهربائية لرصد الغلاف الجوي والجليد والمحيط والبيئة الحيوية باستمرار وعلى مدى طويل. ويُفترض أن تساعد هذه القياسات على فهم كيفية بقاء الكائنات تحت الجليد خلال الليل القطبي، وكيف تستجيب لعودة الضوء مع بداية النهار القطبي.

لماذا اختيرت مناطق شمال 82° شمالًا؟

لم يكن اختيار المواقع الأبعد شمالًا عشوائيًا. فقد احتاجت الفرق إلى جليد بحري أكثر سماكة واستمرارية كي تبقى الأجهزة غير المأهولة مثبتة على سطحه وتواصل العمل لأطول فترة ممكنة، بما يغطي موسم ذوبان الجليد الصيفي. لذلك وُضعت جميع محطات شيويلونغ عند خطوط عرض تتجاوز 82° شمالًا، مع تعديل توقيت العمليات إلى أواخر يوليو بسبب صعوبة ظروف الجليد في منطقة العمل.

شبكة قياسات تمتد من الجو إلى ما تحت الجليد

نشرت الفرق أكثر من 30 جهازًا قائمًا على الجليد، من بينها عوامات لقياس التوازن الكتلي للجليد البحري وعوامات لقياس خصائص المياه عبر الأعماق. كما أجرت رصدًا متكاملًا لطبقة الغلاف الجوي القريبة من السطح، وفيزياء الجليد، وعلوم المحيط تحت الجليد، والبيئة الحيوية الواقعة تحته.

والهدف هو جمع بيانات ميدانية طويلة الأجل وبيانات تحقق تساعد العلماء على تتبع تطور المنظومة المترابطة بين الغلاف الجوي والجليد والمحيط، في وقت يشهد فيه الجليد البحري في القطب الشمالي تغيرات سريعة. ومن شأن تغطية مساحة أكبر أن تكشف العمليات التي تقود هذه التغيرات، وتساعد على اختبار النماذج المناخية وتحسين قدرتها على التنبؤ.

دور «شيويلونغ 2» في استكمال الشبكة

بدأت سفينة كاسحة الجليد شيويلونغ 2 مرحلة محطات الجليد قرب خط عرض 84° شمالًا في وسط المحيط المتجمد الشمالي. وكان مخططًا أن تنفذ ست محطات قصيرة الأجل ومحطة طويلة الأجل، ضمن أكثر من 20 مهمة تشمل نشر عوامات جليدية منجرفة، وأخذ عينات من الثلج ولباب الجليد والمياه تحت الجليد، وإجراء الاستشعار عن بُعد للجليد البحري، وقياسات الغلاف الجوي، ورصد الخصائص الهيدرولوجية للمياه تحته.

وتتعاون محطات السفينتين لتوسيع نطاق شبكة الرصد بدل الاكتفاء بقياسات منفصلة في موقع واحد، بما يوفر صورة أكثر شمولًا عن التفاعل بين الجو والجليد والمحيط والنظام البيئي في وسط القطب الشمالي.

مكعب جليدي بسمك 1.3 متر

في عملية استغرقت نحو ست ساعات، استخدم الباحثون مثقابًا لعينات الجليد ومنشارًا آليًا لاقتطاع كتلة جليدية بحرية بلغ سمكها 1.3 متر، وأبعادها 1.2 متر × 1.2 متر. وستُختبر خصائصها الميكانيكية في ظروف القطب الشمالي، لتضيف إلى أرشيف عينات الجليد البحري وتوفر بيانات تجريبية يمكن أن تفيد في تصميم هياكل الجيل المقبل من السفن القطبية.

أجهزة محلية ومحطة بيئية غير مأهولة

أنشأت البعثة أيضًا شبكة رصد قطبية تعمل دون وجود بشري دائم، واختبرت معدات صينية للرصد البحري وطبقت بعضها على نطاق تشغيلي. وبالنسبة إلى عوامات قياس المياه الضحلة والعميقة المثبتة على الجليد، وعوامات انجراف الجليد البحري، تجاوز متوسط نسبة المكونات المصنعة محليًا 90%. وقد ساعد نضج هذه المعدات على نشر مصفوفات كبيرة من العوامات وإنشاء مراقبة آلية مترابطة.

أما المحطة الجليدية البيئية غير المأهولة، فكانت أول عرض تطبيقي لهذا النظام في القطب الشمالي. فهي تجمع مستشعرات صوتية وضوئية وكهربائية لرصد الغلاف الجوي والجليد والمحيط والبيئة الحيوية باستمرار وعلى مدى طويل. ويُفترض أن تساعد هذه القياسات على فهم كيفية بقاء الكائنات تحت الجليد خلال الليل القطبي، وكيف تستجيب لعودة الضوء مع بداية النهار القطبي.