“雪龙”号如何在北极搭建创纪录的12站观测网络

中国第16次北冰洋考察把北冰洋中央区域变成了一座分布式“海上实验室”。2026年7月25日至8月7日，科研船“雪龙”号完成12个短期冰站作业，这是中国历次北冰洋考察中单船完成的冰站数量之最。最后一个冰站位于北纬83°50′附近的北冰洋中央区域。

这项工作的意义并不只是刷新数量纪录。通过把仪器分散布设在多个海冰站位，考察队希望同时观察北极大气、海冰、上层海洋和冰下生态的变化，从而更完整地理解这些环节如何相互作用。

为什么冰站要设在北纬82度以北？

“雪龙”号的12个冰站全部位于北纬82度以北。科研人员选择较厚的海冰，是因为安装在冰面上的无人设备需要在夏季融冰期保持更长时间的运行。高纬度、冰情较重的站位更适合长期布放设备，但也增加了人员运输、物资保障和现场作业的难度。

冰情也影响了作业时间。由于作业海域海冰相对较厚，考察队根据现场情况将冰站作业安排在7月下旬开始。

12个冰站要测量什么？

考察队布放了30余套冰基仪器，包括海冰物质平衡浮标、冰基浅水剖面浮标、冰基深水剖面浮标和海冰漂移浮标等。

这些设备与现场综合观测共同覆盖多个相互关联的研究方向：

• 大气边界层；
• 海冰物理过程与物质平衡；
• 海冰下方的海洋环境；
• 冰下生态系统。

这些数据将为研究北极海冰快速变化背景下“气—冰—海”耦合系统的演变，提供长期原位观测和模型验证资料。与传统单船通常设置约6个作业冰站相比，12站网络能够提供更广的空间覆盖。

多站点布局的实际价值在于便于比较。研究人员可以观察：大气变化是否伴随海冰厚度变化？不同站点下方的海水条件是否存在差异？冰下生物活动又是否随环境变化同步调整？这些连续、分散的观测有助于厘清北极快速变化的机制，并为气候预测提供更丰富的数据支撑。

“雪龙2”号将如何补充观测网络？

“雪龙2”号计划在北纬84度附近继续开展冰站调查，设置6个短期冰站和1个长期冰站。其计划包括布放冰基浮标，采集积雪、冰芯和冰下海水样品，开展海冰遥感、大气剖面观测以及冰下海洋水文测量等20余项作业。

两艘船的冰站位置经过协同规划，目标是共同构建一套更完整的观测阵列。这样可以扩大中央北冰洋的地理覆盖范围，更细致地研究大气、海冰、海洋与生态系统之间的相互作用。

一块1.3米厚的海冰样本，有什么用？

考察队还采集了一块大型海冰样本，用于力学性能测试。队员利用冰芯钻和油锯，经过约6小时作业，取出一块厚1.3米、长宽均为1.2米的“冰立方”。

科研人员将测量这块样本在北极环境下的力学性质。相关实验将丰富北极海冰样品库，并为下一代极地船舶的结构设计提供实验数据。

国产设备让无人观测成为可能

此次冰站作业还构建了北冰洋无人值守观测网，并对国产海洋观测装备进行了测试和业务化应用。在布放数量较多的冰基浅水剖面浮标、冰基深水剖面浮标和海冰漂移浮标中，国产化率平均超过90%。

依托国产设备和成熟技术，考察队得以进行大规模阵列式布放，并将多个设备连接成自动化观测网络。研究船离开冰站后，仪器仍可继续收集数据，使观测从依赖人员在场的短期测量，转向跨地点、可持续的无人监测。

生态无人冰站能看到什么？

此次部署的生态无人冰站，是该系统首次在北极开展应用示范。它将声学、光学和电学传感器结合起来，对大气、海冰、海洋和生态环境进行较长周期的连续观测。

其中一个关键目标，是追踪海冰下的生物活动如何随着季节性光照变化而改变。连续观测有望帮助科学家了解冰下生物如何度过极夜，以及极昼到来、光照恢复后，它们如何响应环境变化。

夏季短期考察可能错过一年中其他时段发生的过程。无人冰站则可以把极夜、极昼以及海冰和海洋状态变化连接起来，为研究冰下生态系统如何适应环境提供更完整的时间序列。

这项纪录的更大意义

“雪龙”号完成12个冰站，重要的不只是站点数量增加，更是观测方式发生了变化。单船多点作业，加上“雪龙2”号计划增设的7个冰站，将为中央北冰洋提供更广泛的比较平台。

这些数据不会单独回答北极变化的所有问题，但它们能够把冰样、漂移浮标、大气剖面、海洋观测和生态传感器等多种证据结合起来。研究人员可以用不同地点、不同时间尺度的真实观测检验模型，识别大气、海冰、海洋和生物过程之间的联系，并进一步提升对快速变化北极的认识与预测能力。