中國自從二十世紀的1984年開展南極考察以來,逐步在南極半島鄰近海域南冰洋西風帶邊緣區域)及普裡茲灣、威德爾海等關鍵海域開展係統性科考,涵蓋物理海洋、生物生態、地質與氣候等領域。以下是中國南極科考隊在南冰洋的主要曆次科考行動及核心發現
一、曆次主要科考行動
中國的南冰洋考察主要依托南極科學考察站如長城站、中山站)作為後勤支撐,並通過極地科學考察船“向陽紅10”號、“極地”號、“雪龍”號、“雪龍2”號)執行海洋調查任務。關鍵科考航次如下
1.1980年代1990年代的初期探索,包括19841985年首次南極考察長城站建立),雖以陸地建站為主,但“向陽紅10”號考察船在南極半島鄰近海域南冰洋西風帶邊緣)開展了初步海洋調查,包括水溫、鹽度、海流等基礎參數測量,為後續研究奠定基礎。
19881989年第5次南極考察,“極地”號考察船在普裡茲灣南極大陸邊緣海)開展海洋調查,首次獲取該區域的海水溫度、鹽度剖麵數據,發現普裡茲灣存在顯著的上升流現象,可能與南極繞極流分支相關。
2.2000年代是係統化調查啟動階段,20062007年第23次南極考察“雪龍”號首次在威德爾海南冰洋深層水形成區)開展多學科綜合調查,布放了潛標係統,監測深層海水溫度、鹽度變化,發現威德爾海深層水sd)的低溫高鹽特性對全球溫鹽環流有重要貢獻。
20082009年第25次南極考察,在普裡茲灣布放長期觀測潛標,首次獲取該海域季節性海冰變化與底層海水交換的數據,揭示海冰融化對底層水鹹化的驅動機製海冰凍結析出鹽分,增加底層水鹽度)。
3.2010年代的國際合作與深度研究,20122013年第29次南極考察,“雪龍”號在南極半島西部海域南冰洋西風帶核心區)開展湍流混合觀測,發現強西風驅動的海洋上層混合增強現象,證實了風力對南冰洋碳吸收效率的調控作用。
·20152016年第32次南極考察,在威德爾海首次使用自主水下機器人auv)探測冰下地形,發現冰架底部存在活躍的融水通道,揭示冰架海洋相互作用對冰蓋穩定性的影響融水滲透可能導致冰架變薄崩解)。
20162017年第33次南極考察,在普裡茲灣開展磷蝦種群調查,結合聲學探測與生物采樣,估算南極磷蝦資源量約6000萬噸,並發現其分布受海冰覆蓋麵積和浮遊植物生產力的顯著影響。
4.2020年代:新技術應用與氣候變化聚焦,20222023年第40次南極考察“雪龍2”號首次在南極半島東部海域開展溫室氣體2、c2day),但深層水存在2釋放現象,可能與底層水年齡較老、碳飽和有關。
20232024年第41次南極考察,在威德爾海布放新一代深海潛標陣列,監測到南極繞極流分支的流速增強趨勢可能與南大洋西風帶加強相關),為全球氣候變化模型提供關鍵參數。
二、核心科學發現
中國科考隊在南冰洋的研究聚焦氣候變化響應、生物地球化學循環、冰蓋海洋相互作用三大方向,取得了以下突破性成果:
1.南極繞極流與全球氣候關聯
.發現威德爾海深層水sd)的形成速率受南大洋西風帶強度調控,其低溫高鹽特性是驅動全球溫鹽環流如大西洋經向翻轉環流)的關鍵動力之一。
通過潛標長期觀測,證實南極繞極流分支在普裡茲灣海域存在季節性擺動,影響海冰分布與表層營養鹽輸送。
2.南極磷蝦生態係統的碳泵作用
揭示南極磷蝦通過集群攝食和排泄過程,將表層浮遊植物固定的碳輸送至深海“生物泵”效應),單種群年固碳量可達數百萬噸。
發現磷蝦分布受海冰浮遊植物耦合機製驅動冬季海冰為磷蝦提供棲息地,春季海冰融化釋放營養鹽促進浮遊植物爆發,支撐磷蝦種群繁衍。
3.冰蓋海洋相互作用與海平麵上升風險
在威德爾海冰架底部發現融水通道網絡,證實暖化海水通過通道滲透導致冰架變薄年均減薄速率約0.5米),可能加速西南極冰蓋崩解。
普裡茲灣冰川退縮區觀測到冰海界麵熱通量增加,冰川融化速率與表層水溫升高呈顯著正相關每升溫1c,融化速率增加約15)。
4.南大洋碳循環的複雜性
通過走航觀測發現,南極半島海域表層海水雖持續吸收2,但深層水存在季節性2釋放,可能與底層水年代久遠、碳飽和度較高有關。
普裡茲灣沉積物記錄顯示,過去50年有機碳埋藏速率增加,可能與磷蝦種群擴張和海冰減少導致的初級生產力變化相關。
三、未來重點方向
中國計劃通過“十四五”極地考察專項,進一步深化
南冰洋研究
新建考察站支撐:羅斯海新站預計2025年建成)將填補威德爾海長期觀測空白。
·新技術應用:部署更多自主潛標、auv、無人機,構建“空天海”一體化監測網絡。
.氣候變化關鍵科學問題:聚焦南極冰蓋崩解閾值、南大洋碳彙穩定性等全球優先議題。
中國的南冰洋科考不僅為理解地球係統運行機製提供了關鍵數據,也為應對氣候變化、保護極地生態環境貢獻了東方智慧。
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