科学时光机|2004年的今天,我国建立第一座北极科考站

中国北极黄河站坐落于北极圈内的斯瓦尔巴群岛新奥尔松地区,紧邻欧洲边缘。该站依据1925年《斯瓦尔巴条约》缔约国身份于2004年7月28日正式成立,是中国首个北极科学考察站。

黄河站是中国继南极长城站、中山站后的第三座极地科研站点,标志着中国成为第八个在挪威斯匹次卑尔根群岛建立北极科考站的国家,同时也是全球少数同时开展南极与北极科学考察的国家之一。尤为突出的是,黄河站配备了全球最大的极地空间物理观测设施。目前,考察站内已建有极光观测、固体地球与大气环境监测、生态与雪冰环境监测等多个实验室,以及一个分析实验室。部分科研人员依托前三个实验室开展现场研究,而采集的海水、冰雪等样本则在分析实验室内进行初步处理。

首任黄河站站长讲述黄河站

黄河站的设立,标志着我国在北极地区拥有了首个永久性观测研究平台,为探索日地相互作用机制、北极气候环境变化及其与全球变化的关联性等重大科学问题开辟了重要途径。

首任黄河站站长杨惠根介绍,北极区域主要由北冰洋构成,其间散布着若干岛屿,且这些岛屿均已有明确的主权归属国。中国在北极的科学考察活动,重点聚焦于北冰洋,主要依托船舶平台进行海洋环境的综合调研。然而,为了全面理解北极的气候与环境变迁,仅仅局限于北冰洋的考察是远远不够的。因此,有必要拓展考察范围,涵盖北极的地质结构、冰川动态、冻土特性以及陆地生态系统,并加强陆基观测站对大气科学、空间科学等领域的监测与研究工作。

黄河站的建设过程相对简便,主要是对一栋租赁建筑进行科学改造,以满足科考站的功能需求,包括安装观测设备和构建分析实验室。

冰川学家利用蒸汽冰钻钻冰

杨惠根介绍,该站为一座占地500余平方米的二层小楼,内部布局合理,设有实验室、办公室、阅览休息室、宿舍及储藏室等多个功能区。黄河站配备了先进的全天空照相机、双层气象塔、GPS卫星接收站,以及野外采样与分析设备,并专门设立了极光观测、固体地球与大气环境监测、生态与雪冰环境监测与分析等多个专业实验室。尤为值得一提的是,小楼顶部设有五个小型观测室,作为北极科学考察的关键设施,专门用于极光光学观测。

科研活动方面,每年春季至秋季,不同学科的科考队员会根据任务安排轮流驻站开展考察工作。极夜期间,则会有1至2名极光观测队员坚守岗位。而在其他时段,尽管站内无考察队员常驻,但各类观测设备仍持续进行自动化监测。

此外,黄河站及其周边科考站遵循着一项不成文的规矩:所有站点均不锁门,且门一律朝外开启。这一特殊设计旨在防范北极熊的潜在威胁。一旦遭遇北极熊,任何人都能迅速进入站内避难。由于北极熊只会推门而不会拉门,因此朝外开的门设计能够有效保障人员安全。

黄河站的主要工作是什么?

北极黄河站系一座综合性科学考察站,其核心科考活动涵盖高空大气物理观测、气象观测站设立、GPS卫星追踪站构建、地球生态环境变迁研究、近岸海域环境监测、冰川长期监测可行性调研及大气化学样本采集等。

冰川学家进行采集样本的准备工作

该站建设面临的主要挑战在于,作为中国后来设立的考察站,如何确立并开展具有中国特色的研究项目,避免与其他北极考察站工作重复,从而为北极科学研究作出独特贡献。据杨惠根介绍,鉴于中国已建有南极中山站,且中山站与黄河站的磁纬度均接近75度,大致位于地球同一磁力线的南北极点,这为中国科学家在南北两极开展极光共轭研究提供了独特条件。因此,黄河站将日地相互作用作为核心研究领域,成功确立了自身的“中国特色”研究方向。

黄河站为北极科考做出瞩目贡献

目前,我国已成功构建起北极地区综合观测体系的初步框架,涵盖物理海洋学、海洋化学、海洋生物学、地球化学、海洋地质学、气象学及大气化学等多个学科,实施全方位、多层次的观测活动。位于斯瓦尔巴群岛的黄河站,作为核心站点,已转型为综合性科学考察站,致力于高空大气物理、地球生态环境变迁、近岸海洋环境及冰川动态监测等研究,并成功取得了一系列科学突破。

斯瓦尔巴群岛作为北极重要的冰川区域,为黄河站提供了宝贵的冰川观测与研究平台。近年来,该站在冰川物质平衡评估、冰川末端动态监测、冰川微生物研究及冰川整体变化分析等领域均取得了显著进展。

冰川学家利用蒸汽冰钻钻冰

尤为重要的是,黄河站位于北半球极隙区,与南极中山站形成地磁共轭关系,这一独特地理位置使得两国站点能够构成国际罕见的极隙区高空大气物理共轭观测体系。基于此,中国科学家得以在南北两极同步开展极光共轭研究,为全球北极科学研究增添了独特视角和贡献。

黄河站经历的长达四个月的极夜,不仅使其成为观测高纬度共轭现象的理想场所,也极利于极光等日地物理现象的监测及空间环境的国际合作观测。其空间环境观测系统特色鲜明,有效补充了北极空间环境监测网络。

参考来源:环球网、新华网、《广州日报》

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