氣象科學(xué)家的科研日常之南極科考

曾昭亮

南極是地球上最寒冷的大陸，年平均氣溫在零下25～零下30攝氏度，年平均降水量比非洲的撒哈拉沙漠還要少。在這里，中國先后建成了長城站、中山站、昆侖站和泰山站4個科學(xué)考察站（羅斯海站在建設(shè)中）。

為了更好地了解和預(yù)測天氣，一批又一批的氣象工作者來到這里，探索這冰雪世界中的氣象奧秘。

南極科考分為越冬（時間為一年到一年半）、度夏（時間為半年左右）兩種。例如，第36次南極考察中山越冬隊于2019年10月出發(fā)，2021年5月返回；度夏隊則于2019年10月出發(fā)，2020年4月返回。

我曾有幸在中山站參與科考，在這里工作和生活充滿了驚喜與挑戰(zhàn)——不僅有美麗的極光、呆萌的企鵝，更有無盡的黑夜、刺骨的寒風(fēng)、漫天的暴雪。這對氣象科學(xué)家的專業(yè)素質(zhì)、心理素質(zhì)都是極大的磨練與考驗。

中山站周邊天氣多變，8級大風(fēng)更是家常便飯，地吹雪（指大風(fēng)吹動浮雪像流沙一樣鋪天蓋地而來）、暴雪天氣頻發(fā)，在此環(huán)境中進(jìn)行氣象觀測及數(shù)據(jù)采集非常危險。

不論天氣好壞，科考隊員都要對氣象設(shè)備進(jìn)行巡檢、錄入氣象數(shù)據(jù)，保證每天4次發(fā)報，全年無休。

正常情況下，大氣成分觀測棟距離生活區(qū)綜合樓僅不到10分鐘路程，但遇到暴雪、大風(fēng)便會寸步難行，為了保證正常工作，隊員只能爬行前進(jìn)。

作者與企鵝

中山站大氣成分觀測設(shè)備

中山站，暴雪中前行去觀測的隊員

海水觀測?

6月22日夏至，太陽直射北回歸線，南極圈全范圍出現(xiàn)極夜，中山站每年的5—7月之間有50余天極夜期。終日不見陽光，再加上遠(yuǎn)離親人，每日巡檢的道路上，我們只能與風(fēng)雪和黑夜為伴。

海冰是全球氣候系統(tǒng)的重要影響因素之一，其厚度和密度變化會直接影響海況和氣候。因此，觀測海冰是我們在中山站的重要任務(wù)之一。

在極夜期間開展觀測，難度和危險性不言而喻——冰厚不厚？人踩上去會不會塌？冰裂隙多不多？特別是海冰冰面上冰山較多，冰山周邊向外輻射的冰裂隙大多被積雪覆蓋，不易被發(fā)現(xiàn)。為此，我們會先下載衛(wèi)星遙感影像，熟悉觀測區(qū)域點位分布及冰山分布，制定詳細(xì)的觀測計劃。到觀測時，再通過全球定位系統(tǒng)（GPS）找到具體的點位。

在零下30多攝氏度的環(huán)境中，我和隊友乘坐雪地摩托，帶著壓縮餅干和水，有時水來不及喝，就被凍成了冰塊，對觀測區(qū)域海冰的厚度、雪厚進(jìn)行測量和記錄。

記錄數(shù)值也是個“技術(shù)活”——脫下手套更方便記錄，但是溫度太低，還沒記完，手指就完全凍僵不能彎曲了。而且手指一旦碰到金屬設(shè)備，就會被粘住，想把手指拿開，就要脫層皮。

激光是探測大氣的“利器”，我在南極科考的主要任務(wù)是執(zhí)行極區(qū)中低層大氣激光雷達(dá)系統(tǒng)部署與觀測。在度夏期間，我們完成了多臺激光雷達(dá)安裝和系統(tǒng)調(diào)試，并參與了國際上首次在南極地區(qū)的極區(qū)大氣準(zhǔn)全高程（從底層到中高層）激光雷達(dá)協(xié)同觀測，記錄了南極近地面層到中間層的溫度和風(fēng)場等大氣關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)。

在這期間，激光雷達(dá)觀測棟（幾個集裝箱組合而成）從無到有，激光設(shè)備完成了從調(diào)試、優(yōu)化到發(fā)射?？吹綐O夜觀測期間發(fā)射的激光與絢麗抖動的極光共舞，我心里滿滿地都是成就感和幸福感。

隨著科技的不斷發(fā)展，我們在南極的氣象研究也將越來越深入。如果你對氣象感興趣，不妨從現(xiàn)在開始努力，也許有一天我們會在南極相遇。

（責(zé)任編輯/張麗靜 美術(shù)編輯/周游）