中国的北极科学考察这一次头一回把全年的连续监测给实现了。在完成了十九个冰站的作业的这种情形之下。现有的观测体系是正式地跨进入了新的阶段。而这个新阶段的特点就是使用船和冰封地点组合在一起进行组网的模式。
船基冰基双模式落地
本次的第16次北冰洋考察作业, 在北极的重点海域里, 同步安装了船基走航观测设备和冰基固定观测设备。船基观测依靠船舶的机动能力, 能够扩大空间覆盖范围。而冰基观测网则可以在固定的冰面上长期驻留进行工作。这两者相互补充, 最终形成了一个全年无间断的观测闭环体系。
首席科学家何剑锋表示, 这个配置的意思是说, 咱们国家的北极科考基础设施这个东西, 现在已经变成了那种质的一个变化了, 以前都是那种一次性, 或者是单个航次的那种快照式的记录, 现在, 是转向成了一个那个持续的一个过程, 还有系统性的数据积累, 这样做的话, 就为了那个多年的一个趋势分析, 奠定了一个非常扎实的一个硬件上面的一些基础。
19个冰站作业全部完成
到现在发稿的时候为止, 科考队已经完成了全部19个冰站的外业作业任务的情况报告了, 这其中的内容包括了海冰、水文情况、浮游生物以及大气边界层等多个学科领域的研究工作的覆盖状况的, 在每个站点上面都搭载了有关于温度的、冰厚的、盐度的、风速等方面的原位传感器的部署工作情况的, 同时采样频率这一项指标也得到了提升的, 现在已经是达到了每小时自动完成采集的次数要求状态的。
数据是借助星地链路被实时回传至国内的分析平台的, 所以科研人员就可以进行远程监控从而掌握运行的状态, 根据何剑锋所说的那个情况来看, 设立的十九个站点是既兼顾到了冰缘区也兼顾到了中央海盆的方面, 这样做是可以确保去捕捉到不同种类的海冰类型变化所产生的完整的信号的。
原位观测补齐卫星短板
现在, 咱们全世界在监测北极海冰的时候, 主要依靠的还是卫星遥感技术。卫星遥感的好处是, 它能覆盖的范围非常广, 优势十分明显。
但是呢, 对于小尺度的冰裂缝或者是新生成的冰来说它的精度就不够了。再者说, 在光学波段的情况下, 如果遇到极夜或者多云的天气, 信号会出现严重的衰减的现象, 所以连续性就很难得到保障了。
何剑锋指出, 走航海冰观测可以对照验证卫星反演数据的可靠性。这种天上看的模式、加上地上量的方式, 进行的交叉验证工作, 对海冰变化的预测来说是不可或缺的数据支撑。这也是本次考察的核心科学目标。
气候模型精度有望提升
何剑锋表示, 大规模的冰基观测网会给全球的气候模型提供质量好且时间序列长的输入数据, 这样就能直接提高对北极地区和全球气候变化进行预测的准确程度, 中国科学家有可能在这种模型的领域里面做出更多的贡献。
如今, 在国际上被主流认可的那些气候模型里面, 针对北极区域所使用的分辨率还是偏低的程度。同时在这些模型当中, 海冰和大气之间的耦合参数化存在较大的误差问题。要是能够使用连续的原位数据来对薄弱环节进行针对性修正, 这样就可以缩小预报结果和实际状况之间的偏差了。
北冰洋与中国气候关联待解
我国的气候, 是由东亚季风和西伯利亚寒流这两个因素互相作用下形成的, 不过北冰洋那里的海冰在退化, 海水也在升温, 这些东西对国内的极端天气到底产生什么样的影响, 具体的原理还是没有弄清楚的地方, 还是存在研究上的空白, 北极放大效应这个现象会不会影响到西伯利亚高压在季节上的变化节奏, 目前还没有一个确定的结论。
本次科学考察获取到了第一手的连续性数据, 这些数据将会把北极—东亚气候联动研究体系进行完善, 并且能够提供一个关键的观测样本和验证基准, 用于解析极涡、急流这些环流异常向中纬度传播的情况。
东北航道预报与防灾应用
海冰的分布状况、厚度数据以及运动数据, 这些内容可以直接输入到东北航道的预报模型里。这样做能够提升商船在通航期间的冰情预警精度。由此也可以降低破冰护航和航线调整所带来的成本与风险。
这些数据和北方沿海强冷空气预警相关, 也和台风路径修正相关。同时, 这些数据在优化国内的气候预测模型方面提供服务, 还在防灾减灾的决策过程中提供支持。随着北极观测数据链的逐步完善, 未来能够提供更长一点的预报提前量。
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