冒著冰融的危險下放儀器收集數據
作北極極夜光學實驗
趙進平教授(左一)、李濤博士（右一）與加拿大首席科學家北極極夜合影
水下綜合測量儀器
極地寵兒歡迎雪龍號
趙進平教授在美國北極考察船上接受美國新聞記者采訪
矯玉田高工在北極進行海冰考察
北極冰花
2007/2008國際極地年（IPY）中國行動計劃已經拉開序幕，圍繞IPY六大科學主題，我國提出10個行動。國際合作計劃是IPY重要的目標之一，北極國際合作科學考察是主要行動之一。我校極地海洋過程與全球海洋變化重點實驗室積極參與極地年活動，提出了2007年、2008年及今后若干年的具體考察研究計劃。目前，該實驗室已經完成了美國白令海航次的考察計劃，現正在進行的是加拿大繞極冰間水道觀測研究以及第24次南極南大洋考察。
一、科學背景在最近20年，北冰洋正在經歷著快速變化，主要體現在氣溫升高、海冰厚度和面積減小。其中，海冰面積減小產生的氣候效應最為顯著。在我國組織的兩次北極考察中發現，北冰洋的太平洋扇區存在次表層暖水現象，導致海洋對大氣的熱力貢獻顯著增加。我國學者的研究認為，次表層暖水現象的形成機理是太陽輻射加熱和表層冷卻，并獲得解析和數值研究結果，證明了這種機制是次表層暖水的形成原因。
然而，從國外的考察數據看，在大西洋扇區似乎并不存在次表層暖水現象，至少不象太平洋扇區那樣普遍。我們根據研究和分析，認為兩個扇區的差別是由太平洋入流引起的，是太平洋水的特性形成次表層暖水現象。太平洋水來自白令海，攜帶大量營養鹽，是典型的高營養鹽水體。在太陽輻射加熱的情況下，引起海洋浮游植物的大量繁殖，夏季楚科奇海的生物生產力是全球最高的海域。而在大西洋扇區，上層海水的營養鹽被長期消耗，太陽加熱引發的生物生產力要比太平洋扇區低很多。
研究工作表明，浮游植物的大量繁殖產生較大的熱量，使海水溫度比同樣條件下無生物的海水高很多，這主要是由于浮游生物的光譜特性產生的。海冰融化后海洋生物過程的發展對物理過程產生顯著影響。在北冰洋，由于氣溫低，生物過程改變了海洋熱存儲和傳輸的條件，其作用非常顯著，成為影響北極乃至全球氣候變化的重要因素。
過去，海洋物理學和海洋生物學的考察一直是脫節的，沒有同步的觀測資料，尤其是沒有熱力學、光學和生物學的同步觀測，生物過程對物理過程的影響至今不清楚。
本項目將在2007年前往美國和加拿大參加北極考察，同步進行多學科的聯合觀測，研究生物過程對物理過程的影響，去驗證我國科學家提出的北極次表層暖水的形成機理，促進對北極變化的研究。
二、研究目標通過搭載美國破冰船Healy和加拿大破冰船埃莫森號前往北冰洋，同步開展物理海洋學、海洋光學、海洋生物學的聯合考察，研究在不同海冰條件下海洋生物過程對海洋物理過程的影響，了解生物過程對海水溫度的影響，證實次表層暖水的形成機制，研究生物過程對氣候變化的貢獻。
三、研究內容（1）加拿大海盆上層海洋熱力學結構和光學結構（2）弗萊姆海峽上層海洋熱力學結構和光學結構（3）海洋浮游生物的種類和垂向分布（4）海洋生物過程對海洋熱力學結構的影響（5）海洋生物過程的氣候效應四、進展安排1、考察內容（1）與美國田納西州立大學（UniversityofTennessee）JackieGrebmeier博士合作，在2007年參加他們5-6月北極航次的考察。
?。?）與加拿大Manitoba大學 David.Barber教授合作，乘破冰考察船CCGS埃莫森號于2007年11月開始進行北極冬季科學考察。
此次考察是對繞極冰間水道研究系統（CFL）的觀測研究，主要設計目標是研究物理環境的變化怎樣影響生態系統。CFL主要包括三個部分：a）現場考察計劃，b）建立觀測站系統c)數值模擬.這些組成將有助于解決北半球冰間水道系統的變化對全球氣候、海洋生態系統、污染物的輸運、碳通量、海氣冰界面的溫室氣體通量的影響。該計劃將啟用加拿大新的破冰考察船-CCGS埃莫森號在班克斯島冰間水道進行一個冬季的科學研究。最終有助于科學家們理理解氣候變化是如何影響海洋物理-生態耦合過程的。CFL是加拿大國際極地年（IPY）期間重要的科學研究項目。
五、創新性同步開展物理海洋學、海洋光學、海洋生物學的聯合考察，研究在不同海冰條件下海洋生物過程對海洋物理過程的影響，是國際上尚沒有開展的研究工作，是我國經過多年研究凝聚出的新的研究思路，也是我國在國際極地年的工作計劃之一。這個思路提出后得到國際同行的關注，并主動提出支持我們參加2007年的考察工作。預期該項考察將在加拿大海盆和Fram海峽區獲得多學科多參數的一體化剖面探測數據，促進關于海洋生物過程對海洋物理過程影響的研究，取得國際先進水平的研究成果。
六、預期成果完成《2007年國際合作北極考察報告》2卷，在考察結束50天內正式提交給中國南北極數據中心，并向國內相關科技人員發布。
本項目預期完成論文8篇，全部標注財政部專項資助項目“國際極地年中國計劃”。其中，發表國外SCI論文3篇，國內核心期刊論文5篇。論文在1年內全部完成并投稿。
七、數據共享根據《中國極地科學考察數據管理辦法（試行）》（國海發2003[14]號）和《中國極地科學考察數據管理辦法》實施細則的要求，本課題取得的全部數據在考察結束的50天內匯交給中國南北極數據中心。匯交的內容包括：原始數據、元數據、初步加工的數據產品和數據說明文檔等。數據包括中方和外方取得的數據。數據匯交平臺：中國極地科學數據庫（http://www.chinare.org.cn）。
項目中方隊員取得的觀測數據在數據匯交一年后正式公開給國內科技人員共享使用。外方取得的數據按照外方數據解密的要求提供共享。（中國海洋大學極地海洋過程與全球海洋變化重點實驗室供稿）
