北极科考的现实意义(1 / 2)

专门针对北极海洋环境研究的科学考察,其最佳时机的选择更为精细和复杂。它强烈依赖于具体的科研目标,因为不同季节的北极海洋呈现出截然不同的物理、化学和生物状态。

总体而言,北极海洋科考的核心窗口依然是 6月至9月,但针对不同研究目的,最佳时间有显着差异。

以下是按研究领域细分的详细分析:

1. 海冰与大气-海洋相互作用研究

这是北极海洋研究的核心,因为海冰是北极系统最关键的组成部分。

研究内容:海冰消融/冻结过程、冰-藻生态系统、能量交换(反照率效应)、冰区航道等。

* 最佳时机:

* 春季末期至夏初(5月下旬 - 6月):

* 为什么? 此时海冰开始进入快速消融期。科学家可以同时观测到积雪、融池(melt ponds)、冰间水道(leads)的形成过程。这是研究海冰反照率反馈效应(冰面变暗吸收更多热量从而加速融化)的黄金时间。

* 挑战:冰面可能较软,不利于冰面作业安全。

* 秋季末期(9月下旬 - 10月):

* 为什么? 海洋失去热量,海冰开始快速冻结。这是研究海冰生成过程、海洋向大气释放热量和水分的关键时期。

* 挑战:天气急剧恶化,风暴增多,极夜来临,作业窗口极短且环境恶劣。只有装备精良、经验丰富的科考队才能在此期间作业。

2. 物理海洋学与水文研究

* 研究内容:水团结构(如大西洋暖水层、太平洋入流水)、环流模式(如穿极流)、海洋层化、热量和盐度的垂直输送。

* 最佳时机:夏末秋初(8月 - 9月)

* 为什么?

1. 海冰覆盖最小:破冰船可以最轻松地抵达北冰洋核心区域,布放和回收大型海洋学设备(如CTD温盐深剖面仪、潜标、Argo浮标)。

2. 层化最显着:夏季融冰产生大量淡水,在海洋表层形成一个强烈的淡水层(freshwater lens)。这是研究层化效应及其如何影响海洋垂直混合和热量输运的最佳时期。

3. 观测大西洋暖水:研究位于淡水层之下的大西洋暖水层如何影响海冰消融是当前的热点,此时最利于同步观测。

3. 海洋生态与生物地球化学研究

* 研究内容:浮游植物水华(藻华)、食物网结构、碳循环、渔业资源、海洋酸化等。

* 最佳时机:具有极强的时间敏感性,主要集中在春季和夏初。

* 春季水华(4月 - 6月):

* 为什么? 这是北极海洋生态系统全年中最重要、最爆发的事件。随着光照回归,海冰底部的冰藻或水体中的浮游植物会爆发性增长(水华)。这是整个食物链的能量基础。

* 研究目标:捕获水华的起始、峰值和衰减过程,研究其驱动机制(光、营养盐)以及对更高营养级(如浮游动物、鱼类、鸟类)的影响。

* 夏季(7月 - 8月):

* 为什么? 水华过后,研究重点转向食物网的传递和碳的输出。例如,研究浮游动物摄食、沉降颗粒物(海洋雪)的通量以及底层生态系统。

* 特点:生物活动依然活跃,但初级生产力峰值已过。

4. 化学海洋学与污染物研究

* 研究内容:碳系统(海洋酸化)、营养盐循环、持久性有机污染物(POPs)、微塑料等。

* 最佳时机:全年均可,但窗口在夏季

* 夏季(7月 - 8月):

* 为什么? 航行条件允许进行大面积、多站位的采样。融冰和