「雪龍」號完成創紀錄北極12個冰站：把中央北冰洋變成分布式實驗室

中國第16次北冰洋考察，正在把中央北冰洋的海冰觀測從「單點採樣」推向「多點組網」。中國科考船「雪龍」號於2026年7月25日至8月7日完成12個短期冰站作業，數量為中國歷次北極考察中單船之最；最後一個冰站位於中央北冰洋北緯83°50′附近。

這項成果的重點不只是「12」這個數字。當儀器被分布在多個冰站，研究人員便能比較不同位置的氣象、海冰、海水與生物活動，觀察它們如何在同一段時間內彼此影響，讓北極快速變化的研究更接近一個立體、連續的現場實驗。

為何冰站全部設在北緯82度以北？

「雪龍」號的12個冰站全部位於北緯82度以北。原因在於，部署在冰面上的無人儀器需要盡量維持較長運作時間，覆蓋北極夏季的融冰階段，因此建站地點需要選擇較厚的海冰。

高緯度、冰層較厚的區域雖然增加了船舶航行與人員作業難度，卻能為長時間無人觀測提供較穩定的平台。由於作業區冰情較重，考察隊也根據現場條件，把冰站作業調整至7月下旬開始。

逾30套儀器要觀察什麼？

考察隊在冰站布放了逾30套冰基儀器，包括海冰物質平衡浮標、冰基淺水剖面浮標、冰基深水剖面浮標及海冰漂移浮標等。

各冰站的觀測涵蓋北極環境中彼此相連的多個層面：

• 大氣邊界層；
• 海冰物理與冰量平衡；
• 海冰下方的海洋環境；
• 冰下生態系統。

這些工作旨在取得長時間、原位的觀測資料，以及可用於驗證研究模型的數據，從而研究大氣—海冰—海洋耦合系統在海冰快速變化下如何演變。

一般北冰洋考察的單船作業通常設置約6個冰站。「雪龍」號這次完成12站，並進行多點組網觀測，讓研究人員取得比傳統單船作業更廣的空間覆蓋。

這種網絡的實際價值，在於能把不同觀測結果放在一起比較：例如，某地大氣狀態的變化，是否同時伴隨海冰厚度、冰下海水條件或生物活動改變。長期累積的資料有助於釐清北極快速變化的機制，並為氣候預測提供更好的基礎。

「雪龍2」號將如何接力擴大觀測網？

第二艘極地科考破冰船「雪龍2」號計劃在北緯84度附近繼續開展冰站調查，設置6個短期冰站及1個長期冰站，執行逾20項作業。

相關工作包括布放冰基浮標、採集積雪、冰芯與冰下水樣本、進行海冰遙感、大氣剖面觀測，以及測量冰下海洋水文條件。

「雪龍2」號的站位將與「雪龍」號相互配合，形成更完整的觀測陣列。兩艘船的協同作業，預計可擴大中央北冰洋的地理覆蓋範圍，進一步研究大氣、海冰、海洋與生態系統之間的交互作用。

六小時取出1.3公尺厚海冰樣本

除了布放設備，考察隊也進行了海冰力學研究。在約6小時內，研究人員利用冰芯鑽和油鋸，取出一塊厚度1.3公尺、長寬各1.2公尺的海冰樣本。

科學家將在北極環境條件下測量這塊「冰立方」的力學性質。樣本會加入北極海冰樣品庫，而相關實驗數據則可為下一代極地船舶的結構設計提供參考。

對極地船舶而言，海冰的厚度、強度與受力方式都是重要設計因素。這次取得的大型樣本，讓研究人員能以實物測試海冰在北極環境中的機械特性，而不只依賴遠距觀測或小型樣本。

國產化儀器支撐無人自動監測

這次冰站作業也建立了北冰洋無人值守觀測網，並測試及應用中國自主研發的海洋觀測裝備。在布放數量較多的冰基淺水剖面浮標、冰基深水剖面浮標和海冰漂移浮標中，平均國產化率超過90%。

成熟的國產設備與技術，使考察隊得以大規模、陣列式布放冰基浮標，並將不同儀器連接成自動化觀測網絡。

這也意味著觀測不必完全依賴研究人員留在冰面上操作。當科考船離開後，無人設備仍可持續記錄海冰漂移、冰層狀態及相關環境變化，讓研究資料從短期現場作業延伸至更長時間尺度。

生態無人冰站：追蹤極夜下的冰下生命

此次另一項特色部署，是生態無人冰站，這是該系統首次在北極進行應用示範。系統結合聲學、光學與電學感測器，對大氣、海冰、海洋與生態環境進行長時間觀測。

它所要補足的，正是短期夏季考察較難捕捉的季節性變化。透過持續觀測，研究人員可追蹤冰下生物在光線逐漸消失、進入極夜後的活動與生存狀態，也能觀察極晝到來、光照恢復後，生態系統如何回應。

換言之，這套設備有望把「冰下生命如何度過黑暗季節」與「第一道極晝陽光出現後發生什麼」連成同一條觀測時間線。聲、光、電資料與大氣、海冰、海洋數據相互對照後，科學家便能更完整地理解冰下生態如何受到環境變化影響。

從創紀錄冰站到更完整的北極資料網

「雪龍」號的12個冰站，代表的不只是冰站數量創新高，也反映北極觀測策略的轉變。當多個冰站、漂移浮標、海冰樣本、大氣剖面、海洋測量與生態感測器被放進同一個研究框架，科考隊取得的將不只是分散的數據，而是一套可互相驗證的多圈層資料。

「雪龍2」號計劃增加的6個短期冰站和1個長期冰站，將進一步擴大這個中央北冰洋觀測網。

這些資料不會單獨解答北極變化的所有問題，但能讓研究人員把模型與真實環境逐一比對，檢視大氣、海冰、海洋和生物之間的連鎖反應，並改善對北極快速變化特徵與機制的理解。對一個正在迅速改變的北極而言，更多地點、更長時間、更多種類的連續觀測，正是提高預測能力的關鍵。