Zespoły badawcze rozmieściły ponad 30 instrumentów lodowych, w tym boje do pomiaru bilansu masy lodu morskiego, boje profilujące wodę na małych i dużych głębokościach oraz boje śledzące dryf lodu.
Na stacjach prowadzono również obserwacje kilku połączonych elementów systemu arktycznego:
Wspólnie zebrane pomiary mają dostarczyć długookresowych danych bezpośrednio z terenu oraz materiału do weryfikowania modeli opisujących sprzężony system atmosfera–lód–ocean w okresie szybkich zmian pokrywy lodowej. Gęstsza sieć zapewnia też lepsze pokrycie przestrzenne niż typowa operacja jednego statku, podczas której zwykle tworzy się około sześciu stacji roboczych.
Najważniejsza korzyść to możliwość porównywania różnych miejsc. Badacze mogą sprawdzić, czy zmiany w atmosferze odpowiadają zmianom grubości lodu, warunków w oceanie lub aktywności biologicznej. Takie obserwacje pomagają wyjaśniać mechanizmy gwałtownych zmian w Arktyce i zwiększać ilość danych wykorzystywanych w prognozach klimatycznych.
Drugi lodołamacz badawczy, 雪龙 2 (Xuelong 2), miał kontynuować badania w pobliżu 84°N. Plan obejmował sześć krótkoterminowych stacji lodowych i jedną stację długoterminową oraz ponad 20 operacji, między innymi rozmieszczanie boi, pobieranie próbek śniegu, rdzeni lodowych i wody spod lodu, teledetekcję lodu morskiego, profilowanie atmosfery oraz pomiary hydrologiczne oceanu podlodowego.
Lokalizacje obu statków zaplanowano jako wspólny układ obserwacyjny. Koordynacja miała zwiększyć zasięg geograficzny badań i ułatwić analizę powiązań między atmosferą, lodem morskim, oceanem i ekosystemem w centralnej Arktyce.
Wyprawa dostarczyła również dużą próbkę lodu morskiego do badań mechanicznych. Przez około sześć godzin naukowcy używali wiertła do rdzeni lodowych i piły łańcuchowej, aby wyciąć blok o grubości 1,3 metra i wymiarach 1,2 × 1,2 metra.
Próbka zostanie poddana pomiarom właściwości mechanicznych w warunkach arktycznych. Wyniki wzbogacą archiwum próbek lodu morskiego i dostarczą danych eksperymentalnych przydatnych przy projektowaniu konstrukcji kolejnych statków polarnych.
Prace na lodzie pozwoliły także zbudować autonomiczną sieć obserwacyjną i przetestować chińskie systemy do monitorowania środowiska morskiego. Wśród najczęściej rozmieszczanych urządzeń — boi profilujących płytkie i głębokie warstwy wody oraz boi dryfujących wraz z lodem — średni udział komponentów krajowych przekraczał 90 proc.
Dzięki temu aparaturę można było rozmieszczać w większych układach i łączyć w zautomatyzowaną sieć monitoringu. Pomiary nie musiały ograniczać się do czasu, gdy naukowcy przebywali fizycznie na lodzie. Po odpłynięciu statku urządzenia mogły nadal dostarczać rozproszonych, powtarzalnych obserwacji.
Jednym z najbardziej charakterystycznych elementów wyprawy była autonomiczna stacja ekologiczna na lodzie, określana jako pierwszy pokaz zastosowania tego systemu w Arktyce. Łączy ona czujniki akustyczne, optyczne i elektryczne, aby przez dłuższy czas obserwować atmosferę, lód, ocean i procesy ekologiczne.
System ma śledzić aktywność biologiczną pod lodem w miarę sezonowych zmian światła. Ciągłe pomiary mogą pomóc ustalić, jak organizmy podlodowe przetrwają noc polarną i jak reagują na powrót dnia polarnego.
To istotne, ponieważ krótkie, letnie kampanie pomiarowe mogą nie rejestrować procesów zachodzących w pozostałej części roku. Autonomiczna stacja pozwala połączyć obserwacje prowadzone przy zmieniającym się oświetleniu, stanie lodu i warunkach oceanicznych, dając pełniejszy obraz reakcji ekosystemu podlodowego na otoczenie.
Dwanaście stacji Xuelonga oznacza zmianę strategii obserwacji równie ważną jak sam rekord liczbowy. Jeden statek pracujący w 12 punktach, a następnie planowane siedem dodatkowych stacji Xuelonga 2, tworzy szerszą bazę do porównywania warunków w centralnej Arktyce.
Same pomiary nie odpowiedzą na wszystkie pytania dotyczące zmian w regionie. Ich wartość polega na połączeniu wielu rodzajów danych — próbek lodu, boi dryfujących, profili atmosferycznych, obserwacji oceanu i czujników ekologicznych — zebranych w różnych miejscach i okresach.
Taki zestaw pozwala sprawdzać modele w konfrontacji z rzeczywistymi warunkami, analizować wzajemne oddziaływania atmosfery, lodu, oceanu i organizmów oraz lepiej opisywać Arktykę, która zmienia się szybciej niż wiele tradycyjnych systemów obserwacyjnych jest w stanie ją śledzić.