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科学探索北极对人类的作用
来源:高登义   时间: 2021-08-17    字体大小[]

      由于我国科学研究和科学普及的需要,自1991年以来,我先后19次赴北极从事科学考察,其中有两次到达北极点。在亲近北极的科学探索中,逐渐认识了那遥远而神秘的北极,逐渐认识到了北极的天气气候规律和自然环境特征,逐渐认识到了北极科学探索与人类的密切关系。

      和南极一样,北极也是国际科学考察研究的圣地。诸如北极气候环境变化与全球气候环境关系、北极高空大气物理、北极古气候和古环境、北极自然环境特征和北极资源等都是科学家关注的研究内容。

      北极气候环境变化与全球气候环境的关系一直是我国科学家关注的重点。例如,北极地区浮冰面积和厚度变化对全球气候的影响。大气科学研究表明,如果冬季北极浮冰面积增加或减少200万平方千米(历史上曾经出现过),同时,厚度为10厘米的浮冰面积相应增加或减少10%,那么,在二者共同作用下,北极地区与大气之间的热量交换可减少或增加1.3亿千瓦(接近雅鲁藏布江水能蕴藏量的12500倍),从而使得全球近地面(海拔1000米以下)大气降温或升温0.15摄氏度。

      研究表明:近100年来全球平均地面气温已经升高了1摄氏度左右,这与近百年来北极地区气温升高2—3摄氏度的贡献密切相关。

      又如,冬季北极巴伦支海和喀拉海浮冰面积变化与当年夏季西太平洋副热带高压强度的关系非常密切,在年代际(10年尺度)变化上呈现正相关关系。也就是说,当冬季北极巴伦支海和喀拉海浮冰面积增加时,当年夏季西太平洋副热带高压强大,反之,西太平洋副热带高压弱。研究表明,夏季,西太平洋副热带高压的强大与否,直接影响我国降雨带分布不同,也就是我国平原地区的旱涝分布也不同。

      由此可见,北极地区冬季浮冰面积及其厚度变化不仅在相当程度上会影响全球气温的变化,影响未来东亚大气环流变化,也影响我国夏季降雨带的分布,直接与我国国民经济相关。

      在北极地区上空,太阳辐射能的太阳风和其他高层空间中的带电能量粒子易于进入,并通过电离层向中低层大气输送,形成一系列重要的物理现象,如极光、哨声、粒子沉降和地磁脉动等。这些现象往往影响人类的通信活动,甚至人类活动的安全。

      由于北极大陆的冰盖厚度深达几百至几千米,且气候极其寒冷,成冰过程中无融化现象,因而,从这里钻取的冰岩芯样品能更为准确地代表历史气候的真实状况;同时,降雪堆积并挤压成冰层的过程中,总会有空穴,保存有当时的空气,因此,分析冰芯中滞留气泡的大气化学成分,即可测得历史上二氧化碳和氮等气体的含量。因此,北极地区是提供全球古气候和古环境的天然档案室,为人类研究全球气候环境变化提供了重要的科学依据。

      随着北极地区气候变暖和北极浮冰逐渐减少,北冰洋通道的战略意义凸显。因为一旦该地区连接大西洋和太平洋的东北航道和西北航道实现商业通航,将大大缩短欧亚之间的航程,且可避开索马里和印度洋等海域的海盗威胁。另外,也必将成为美俄两国间直线距离最近的航线。过去,双方的洲际导弹都可经过北冰洋的北极上空;北冰洋上的浮冰和海底复杂的地形为潜艇活动提供了有利条件,因而早年间这里是大国潜艇活动的重要场所。

      由上可见,密切关注北极浮冰变化,不仅仅与北半球气候环境联想密切,也与北冰洋的通航密切相关,这是人类活动的重要因素。

      21世纪以来,争夺北极资源已经成为重要的国际问题之一,200782日,俄罗斯在北极点海洋底插上俄罗斯国旗,向世界表明,北极点是俄罗斯领域的一部分。其后,又有一些国家在北极地区的海底插上国旗,纷纷显示觊觎北极地区资源的企图。据说,这些国家在北冰洋海底插国旗的“根据”就是“大陆架理论”。

      2013年,北极理事会在瑞典基律纳召开第八次部长级会议。来自5个北欧国家以及美国、加拿大及俄罗斯的部长级官员一致同意,批准和接受中国等5个国家成为该组织的正式观察员国,中国北极科学考察研究正在走向国际化道路。中国虽然不是北冰洋沿岸国,在北极地区不存在领土主张和海洋划界问题,但对于一个近北极的北半球发展中大国而言,北极地区的气候环境变化、地缘政治影响和航道开通利用等事件,对中国的气候、环境、农业和经济等方面均具明显的现实意义,更对社会发展有着深远的影响。

      1991年以来,中国科学院积极组织多途径的北极科学考察,加强国际合作,努力促进北极科学探索为人类可持续发展做出贡献。

      1991年,作者应邀参加了挪威、苏联、中国与冰岛四国的北极国际科学考察。期间,发现了北极《斯瓦尔巴条约》的原文,得知中国早于2005年已经成为北极《斯瓦尔巴条约》成员国,享受《斯瓦尔巴条约》规定的一切权利。诸如,可以在北极斯瓦尔巴群岛建立科学考察站,可以开矿、办学、经商、出入自由,等等。作者把该条约的原文带回祖国,为我国享受《斯瓦尔巴条约》权利提供了法律依据。

      1991--1994年,中国科学院先后与挪威卑尔根大学和美国阿拉斯加北坡自治区签订了北极科学考察研究的合作协议。之后,高登义、张青松、竺菁等科学家先后在北极斯瓦尔巴群岛和阿拉斯加地区多次参与北极国际合作科学考察,促进了北极探索的可持续发展。

      中国北极探索的着眼点在于探索北极变化与中国气候环境变化之关系,在于维护北极的可持续发展和促进北极的和平利用。199512月,以秦大河为团长的中国科学院代表团(团员有高登义、张青松、刘小汉、刘键、赵进平)参加了国际北极科学委员会(IASC)关于北极科学研究计划的讨论,该计划以“北极与全球变化”为主题,计划对4个优先领域和10个优先项目共14项开展研究,如:全球变化对北极地区及其居民的影响、与全球系统有关的北极过程等等。

      中国北极科学考察研究一直以“北极与全球气候环境变化”为主题,以促进北极的可持续发展、为人类谋福利为己任,正在北极国际合作研究的道路上阔步前进。

      2018年,中国政府出版了《中国的北极政策》,我们叫白皮书,白皮书上说两点。第一,中国是《斯瓦尔巴条约》的缔约国,有权自由进出北极特定区域,并依法在该地区区域内平等享有开展科研以及从事生产和商业活动等权利。同时,我们依据《联合国海洋法公约》等国际公约,中国在北极、北冰洋公海等海域,还享有资源勘探和开发的权利。

      另外,由于北极地区相对纯洁的自然环境为净化人们的心灵提供了一个很好的大自然平台。也许,人们在喧嚣的竞争社会中所感染的恶习会在亲近北极自然环境中得到一点点净化。尤其是对于正在成长中的青少年,如果有机会亲近北极,认识北极,从而热爱大自然,热爱自然科学,这也许是培养青少年一代健康成长的良好途径。近10年来,我们在组织北京及其他一些城市的中、小学生北极科学普及考察中,不仅要求学生要学习建立课题,实习野外采样,还要在实验室分析样品,在教授指导下学习撰写论文,取得了较好的环境教育效果。

      总之,北极地区不仅是进行科学研究的圣地,探索北极不仅仅与人类生存密切相关,与我国和平利用北极资源休戚相关,而且,北极地区也是21世纪海洋资源争夺的重要区域,更是净化人们心灵的圣地。

 
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