南极行记：认识南极与中国相关的气候与自然成果

方源敏

南极太遥远了，南极太神秘了，南极也太富裕了。南极值得考察和研究的内容太多了，南极值得侃谈和乐道的传奇太多了。南极没有花，冰山就是花；南极没有树，冰林就是树；南极没有人，企鹅就是南极的主人。

自从古希腊哲学家亚里士多德在3000年前的假设——地球南端必然有一块巨大的陆地才能保持地球质量的平衡——提出以来，人们就想要寻找这块大陆，接近这块大陆。18世纪英国航海家库克的帆船到达了南纬71°左右，距南极大陆仅200千米，还剩一步之遥，但被巨大的冰障所阻隔。后来，又有许多航海家试图寻找、发现南极大陆。到了19世纪中叶，法国探险家杜维尔、英国探险家威尔克思、苏格兰探险家罗斯几乎同时发现了南极大陆，沿南极大陆海岸线航行，并到达了船只所能到达的极限位置——南纬78°左右。直到1895年1月23日，挪威的一艘捕鲸船在船长卡斯藤的指挥下，一队船员成功的登上了南极大陆。1911年12月14日，挪威探险家阿蒙森的一支探险队首次到达了南极点。

中国人第一个登上南极的人相传是宋庆龄的父亲宋跃如，他9岁去美国投奔舅父的途中，船行驶到麦哲伦海峡时突遇风暴，船被迫向南行驶，越过合恩角和德雷克海峡，在南极半岛的一个小岛上避险修船。他跟着成人们一起登上了小岛，看见了密集的企鹅群。1979年，新华社驻智利记者金柏仁应邀访问了智利在南极半岛上建立的三个考察站。1980年，国家海洋局董兆乾和中科院地理所张青松应澳大利亚南极局的邀请，考察了在南极的澳大利亚凯西站、美国麦克默多站、新西兰斯科特站和法国迪·迪维尔站，张青松还在南极进行了越冬考察。

1981年5月11日，国务院批准成立了“国家南极委员会”。1983年6月8日，中国成为《南极条约》缔约国之一。《南极条约》于1959年12月1日在美国华盛顿制订，1961年6月23日生效。条约规定，南纬60°以南包括一切冰架，属南极地区。它宣告，为了全人类的利益，南极应永远专为和平目的而使用，不应成为国际纷争的场所和对象。缔约各方同意在一切实际可行的范围内，交换南极科学规划的情报，以便保证用最经济的方法获得最大的效果；在南极各考察队和考察站之间交换科学人员；南极的科学考察报告和成果应相互交换并可自由得到。北京时间1985年1月1日3时16分，中国首次南极考察队在队长郭琨的率领下分乘“长城1号”和“长城2号”艇，登上了乔治王岛的菲尔得斯半岛的海滩，在那里插上了五星红旗，并建立了中国第一个南极考察站“长城站”。到目前为止，我国已对南极进行了15次科学考察，并组织了3次民间科普考察，我们云南团就是中国第三次南极科普考察团的成员。

云南团由10名成员组成，有从事地质、测绘、气象、大气物理专业的教授、高工，他们都带有科研考察任务，能够代表云南的科研水平；还有新闻出版单位的记者和编辑，他们负有跟踪报道云南人“第二次郑和下西洋”，宣传普及南极知识和写作南极科普读物的任务。

云南团团长涂济民

当地时间2000年1月6日下午，云南团全体团员胜利登上了南极乔治王岛。我的心情十分激动，捧一把南极海水一饮而尽，抓一把南极黑灰色的碎渣闻了又闻，吻了又吻，恨不得一口吞下。经过几个昼夜的奔波，我们终于从万里之遥来到了我们日夜思念的南极之家——长城站。在长城站，我结识了武汉测绘科技大学来南极的科考人员，他们热情向我介绍了中国在南极的测绘科研情况。测绘科学家在首次对南极考察时就在长城站用GPS（全球定位系统）建立了独立的坐标系统的原点，以此作为长城站周边地区测量的基准。在长城站周围的一个广大区域内已测绘了万分之一的地图，甚至在有些地方测绘了二千分之一的地图，在站内还测绘了五百分之一的地图。测绘是一切探险考察的先行兵，考察队的行进路线和方位以及当前所处的位置、采集标本的准确地点的确定，都离不开测绘这个尖兵。测绘科考人员在南极除了完成常规的测绘任务外，还要研究大气层、电离层、极磁场、极冷条件、极端气象条件等对各类观测设备和观测手段的影响，现已取得了具有重要意义的成果。目前，测绘技术主要是利用GPS（全球定位系统）进行洲际间的联网相对定位测量，其精度可以达到毫米级，可用以研究大陆板块移动。现代测绘科学技术的发展和进步，为研究南极和利用南极来研究全球提供了便利的条件和有效的措施。比如，在确定地球形状和研究大陆板块漂移中，需要在南极进行各类观测。过去利用庞大的地面观测设备很难实施这类观测，更不可能在南极大陆建立大规模的观测网络。现在，由于GPS全球卫星定位系统的建立和应用，已可以方便快捷地在南极进行单点绝对测量、多点相对测量，或与其它大洲联网测量，并且能达到很高的精度。南极大陆架比其它大陆架稳定，这与南极大陆处于极点位置，重力场强度大有关。对于其它原因，科学家们正在进一步探索。

气象学专家刘建华

大地测量学教授方源敏

新闻记者胡江洪(www.xing528.com)

我和上述专家谈到了我这次南极考察研究的新课题——“南极冰融对地球形状的影响”，他们产生了浓厚的兴趣。由于受地球的物理特性影响，南极冰融和雪化造成海水面的上升量在全球各处是不同的，因而会引起地球形状发生不规则的变化，这是因为设想的静止海水面延伸到地球内陆所形成的闭合曲面代表了地球的形状。研究地球形状和大小是物理大地测量学的一项核心内容，需要全球的重力测量、天文测量、大地测量和卫星定位测量的各种资料，各国的科学家为之奋斗了上百年。地球形状参数仍在根据各种科学资料不断得到修正，目前已有全球统一的供各种科学研究使用的地球形状参数。在研究地球形状和大小时，科学家们将设想的静止地球海水面形状基本上视为不变的，由于某些因素的影响而引起的地球形状发生的微小变化，可以通过数学和物理模型进行纠正。上面提到的南极冰盖和积雪的融化造成海水面的不均匀上升，会引起地球形状发生不均匀的变化，这是值得物理大地测量科学家们关注的一个重要课题。

从总体看，我国对南极的科学考察和研究水平已达到了国际先进水平。我国科学家的研究表明，南极与我国的气候密切相关；南极海冰的变化与我国的汛期有关；南极大陆的冷空气与我国的灾害性天气有关。另外研究南极对认识中国大陆的地壳演化、动植物分布以及成矿规律都有重要意义。我了解到，1998年中国第15次南极科学考察的重点是对冰盖进行考察。考察队在离中山站1100多千米、海拔3900多千米最厚的冰盖DOM——A区域，钻孔取到了冰盖表面100米以下的冰芯，获得了千万年以前的“历史记录”，具有重大的科学研究意义。在对格罗夫山的地质考察中，在距中山站500千米的雪原上，我国科学工作者发现了一块南极陨石，这对研究天体和天外生命有重大意义。

我们接近了南极，认识了南极。南极，您太“神秘”了，为了揭开您那神秘的面纱，曾有多少探险英雄为您捐躯；您太“极端”了，把地球的极点藏在您的心中；您太“博大”了，方圆一千四百万平方千米，竟比我的祖国还要大；南极，您太“深奥”了，平均冰盖厚度达到了二点五千米；您太“富”了，拥有世界淡水资源的72%；您太“无情”了，您的冰雪若全部融化，使全球海水面上升60米，将淹没现在全球陆地面积的10%；南极，您太“富贵”了，金属矿物地层的范围达33 000平方千米，厚度达6 500米，拥有220多种矿物，有金、银、铜、铁、镍、锡、铂、铅、铀、锰、钴、锌、锑、钍、钚、石墨、石英、金刚石等；您太“精”了，拥有世界上最大的金矿；您太“揩油”了，仅在您的西部大陆架就藏有450亿桶的石油；您太“生气”了，在您的西部大陆架就可以冒出3 200亿立方米的天然气；您太“硬”了，您那面临印度洋的铁山——查尔斯王子山绵延120千米，厚达100米；您“面白心黑”，您那维多利亚煤田的面积就为100万平方千米。南极，您太“冷酷”了，您的年平均气温为-25℃，极点处的极端低温达-80.6℃，年平均也只有-50℃；您太“疯狂”了，您的极端最高风速可达100米/秒，是12级台风风速的三倍；您太“干燥”了，您的平均年降雨量只有55毫米，极点处的平均年降雨量仅为3毫米；南极，您太无“人道”了，您拒人类于大门之外，却容纳了1亿多只企鹅；您太“油头滑脑”了，容不得一木在您头上生长；南极，您太“懒惰”了，您在黑夜中可以沉睡大半年；您太“明白”了，您可以将近半年不见夜晚；南极，您寂寞时可以抬头观看天空中的“电影”——南极光——天空中闪烁的白纱似的漂移极快的光亮；您发怒时，气冲九宵，可以将高空中的臭氧层弄出一个大洞。好一个南极……

南极真美，抬头是透明的蔚蓝色天空，云彩是那样的洁白无暇；平眼望去雪线上方白雪皑皑，没有一丝点缀；雪线至海岸线则是南极夏季才能见到的风化的黑碣或绛碣色岩石，或黑色的火山灰；大海则成湛蓝或淡蓝色，清澈无比。南极的夏季更美，美就美在她那原始的清纯和层次分明的立体色彩。考察队员们真正回到了原始的自然环境中，呼吸着纯净的空气，在膝盖深的雪地中登山也毫无劳累感和倦意。南极，千万要保持您的纯洁，您可要有抵御侵害的自卫能力啊！

地球生态环境在近代和现代工业化生产的过程中不断遭到破坏，特别是地下资源受到无节制的开采和利用。例如人类利用煤炭和石油来作为燃料，由此排放出大量的促使全球大气温度不断上升的气体，破坏了原有大气的平衡状态；尤其是喷气燃料、制冷剂等一些悬浮微粒上升到臭氧层存在的高空，充当“催化剂”，从而破坏了臭氧保护层。1977年，科学家第一次发现南极上空臭氧层出现“空洞”。以后，科学家在那里进行了长期的考察，以便弄清臭氧层出现“空洞”的原因。科学家们发现，臭氧层的“空洞”一年比一年明显，仅在1986年9月——10月间，南极上空本来稠密的臭氧比8月减少了一半。

近十年来，科学家们已探测到南极已不如人们所想象的那样干净和纯洁了。由于大气和海洋的环流，全球任何一个地区都会受到其它地区的影响，南极也不例外。从南极的陆地和海洋动植物体内中，均检测到了有害农药成份、有害重金属成份和有害化合物成份。南极的大气和海洋直接遭受到前往南极运输考察物资的飞机、轮船和各国在南极的燃油运输工具的污染。随着到南极考察探险人数的逐年增加和各国考察站的不断扩充，排放的废弃物和燃烧的废弃物还在不断加剧着南极的污染程度，在南极大陆附近的沉船或轮船漏油更是造成南极海域的极大污染。

人类对南极的污染，应从广义上来理解。一方面是直接侵害了南极的大气和海洋，另一方面是间接干扰了南极的陆海动植物。有人可能要问，南极受到的污染肯定是微乎其微的，应该不会对她构成任何威胁吧？的确，由于我们一直生活在受到严重污染的环境中，感官已变得麻目不仁，所以在南极确实无法感觉到她的微弱“病态”，只有用先进的科学仪器设备才能探测到。当我们走进远离城市和工业的自然保护区时，清新的空气和迷人的自然风光完全把我们带进了另一个世界，使我们忘记了城市的喧闹和那里浑浊的空气。但是，我们到了南极后，感觉到了我们好象不是在人间，而是到了仙境。令人担忧的是，南极会不会被继续污染呢？南极将永远保持她那原始或接近原始的风貌吗？

全球性环境破坏的不断加剧，表明了人类对大自然的破坏越来越严重，南极也难免其害，素有“地球冰箱”美名的南极对全球气候的调节能力也在逐渐减弱。而且南极本身的近地层大气温度也在不断升高，冰雪的形成量和消融量的比例正在失调。地球表面的蒸发加剧导致天空的云量不断增加，冰雪融化和雨量的增加导致海平面的不断上升。其造成的后果不仅仅是淹没陆地和沿海城市，可以毫不夸张地说，还等不到南极的冰雪全部融化之日，太阳照射在地面的能量就可以烧开水了，人类的末日就到了，这并非危言耸听。

可喜的是，人类已开始认识到保护南极环境的重要性。目前，有不少的国家在南极建立了从事于科学目的的考察站，各国都遵守和维护《南极条约》，进行所谓的“洁净科学考察与研究”。除了必要的用于科学研究目的而采集少量标本外，决不允许科考人员带走南极的一草一木和一滴水一块石，留下一纸一屑和一个烟头一口唾沫。南极的自然原始风貌和良性生态环境只有依赖地球村村民的共同保护，才能得以保持。

与众不同的南极在全球的大气、气象、海洋等诸多领域有极大的研究价值。首先，南极是地球环境保护的晴雨表。南极的自然环境发生变化，就目前对南极的保护情况来看，只可能是受非南极区域的干扰和影响，南极的大气、海洋，生物一旦发生哪怕是微小的变化，都反映出非南极区域的异常情况。其次，南极是地球自然灾害的风向标，南极大陆位于地球南端，跨东西半球，南极大陆的某一区域若患“流感”，根据在南极监测到大气、海洋、植物与动物方面的异常情况，我们可以判断“流感”源于何处，即引起异常情况的非南极区域的地理位置。最后，南极还是研究地球其它地区间的良好基地。因为南极本身基本上不产生任何污染物，只要排除“流感”因素，在南极获得的观察观测资料是最“纯洁”的，其观测值可以作为其它地区的参考基值，有极大的应用价值。