南極、北極、青藏高原 ，相距遙遠(yuǎn)關(guān)系緊密，中國”三極計劃“探秘

從第三極青藏高原走向“三極”（南極、北極、青藏高原），我國科學(xué)家倡議的這一國際極地科學(xué)研究協(xié)同作戰(zhàn)計劃，背景是什么？將帶來什么變化？在推進(jìn)中將面臨什么困難？科技日報記者就此進(jìn)行了深入采訪。

追蹤南極半島拉森C冰架上一條冰裂縫長達(dá)十幾年的科學(xué)家，2017年終于借助經(jīng)過該冰架上空的兩顆美國衛(wèi)星，發(fā)現(xiàn)一座巨大冰山與拉森C冰架脫離。

這座冰山之所以令人矚目，不僅因為面積達(dá)5800平方公里，接近上海土地面積，還因為它的脫離，永久改變了南極版圖。拉森C冰架本來是南極第四大冰架，由于這次冰山崩解讓它損失了12%的面積，排名下落到了第五。

冰凍圈，是指地球表層連續(xù)分布并具有一定厚度的負(fù)溫圈層，包括冰川、凍土、海冰和積雪。作為地球系統(tǒng)的重要組成部分，它是地球上最脆弱和最敏感的區(qū)域。

讓科研人員困惑的是，在全球變暖大背景下，南北極冰凍圈呈現(xiàn)出迥異的變化趨勢：北極海冰持續(xù)消退，南極海冰總體則明顯增多；格陵蘭和西南極冰蓋快速消融導(dǎo)致海平面上升，東南極冰蓋反而在增厚。此外，北極海冰消退，北極寒流更容易影響青藏高原地區(qū)，以青藏高原為核心的高亞洲冰川融化導(dǎo)致輸入北冰洋的河流徑流增加，也對北冰洋沿岸生態(tài)和海洋環(huán)境造成影響。

此外，北極變暖影響候鳥的遷徙路線和范圍，可能導(dǎo)致新型病毒傳播；北極增暖釋放的大量土壤汞，又破壞了北半球環(huán)境和人類健康等。因為與人類更加密切相關(guān)，這使得“三極”研究不僅僅是個科學(xué)問題。

程曉說，倡議這個國際協(xié)同作戰(zhàn)計劃，是希望能夠?qū)⒋嬖诿芮新?lián)系但尚未被認(rèn)知的“三極”，作為全球環(huán)境與氣候變化的一個整體，開展系統(tǒng)的多學(xué)科交叉研究和綜合科學(xué)評估，為國際全球變化研究貢獻(xiàn)中國智慧。

2017年，瑞典人類學(xué)和地理學(xué)會宣布，將2017年維加獎授予姚檀棟。

維加獎設(shè)立于1881年，每三年在全世界范圍內(nèi)對杰出的地理學(xué)科學(xué)家進(jìn)行海選后評選出一名獲獎?wù)撸扇鸬鋰躅C獎，有“地理學(xué)諾貝爾獎”之稱。姚檀棟成為該獎項設(shè)立136年來首位獲獎的中國科學(xué)家，也是獲此榮譽(yù)的首位亞洲科學(xué)家。

姚檀棟在接受記者采訪時說，這個獎雖然是頒給他個人的，但它代表著國際地理學(xué)界對我國青藏高原整體研究水平的認(rèn)可。中國科學(xué)家對青藏高原的研究論文數(shù)量和引用率近年來穩(wěn)居世界第一，中國科學(xué)家在青藏高原環(huán)境變化的研究處于國際上第一方陣。

在程曉看來，這個由我國科學(xué)家占主導(dǎo)優(yōu)勢的第三極地區(qū)研究計劃（TPE計劃），打開了我國“三極”環(huán)境研究走向國際舞臺中心的突破口，為建立以我為主的國際大科學(xué)計劃奠定了堅實的科學(xué)基礎(chǔ)與合作平臺。

但他同時表示，青藏高原冰凍圈僅占全球一小部分，南北極的巨大冰蓋和季節(jié)性海冰動態(tài)變化在全球能量平衡中的驅(qū)動和反饋效應(yīng)，是當(dāng)前全球變化研究的薄弱環(huán)節(jié)。由于“三極”研究非常耗時費力，之前從事青藏高原研究的很少關(guān)注兩極，從事兩極研究的也幾乎不關(guān)注青藏高原，造成研究力量分散，我國“三極”的總體研究實力不強(qiáng)。

在“三極計劃”提出前，已有多個國際計劃從不同角度關(guān)注“三極”地區(qū)的環(huán)境與氣候變化研究。但多數(shù)國際計劃由國際組織發(fā)起或引導(dǎo)，其中的主導(dǎo)力量多為西方發(fā)達(dá)國家，我國在其中主要是參與和落實有關(guān)計劃的具體工作。與歐美國家相比，在制定全球重大科學(xué)方向、制定科學(xué)計劃與實施方案、引領(lǐng)國際前沿等方面，我國科學(xué)家還有很大差距。

按照設(shè)想，2020年將在國際上正式推出“三極計劃”。

在程曉看來，“三極計劃”首先將提升我國科學(xué)研究思路，增強(qiáng)我國科學(xué)界對地球系統(tǒng)整體觀的把握。此外也有利于整合國內(nèi)方方面面的研究力量，促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域的國際合作。

“三極”環(huán)境與氣候變化計劃，顧名思義，環(huán)境與氣候變化的觀測是最重要的基礎(chǔ)工作。

但程曉說，在地面觀測方面，除了青藏高原我國有主導(dǎo)權(quán)和雄厚基礎(chǔ)外，南北兩極均不占優(yōu)，尤其對北極陸地和南大洋的觀測最為稀缺；在衛(wèi)星觀測方面，雖然我國有許多遙感衛(wèi)星，但對“三極”的觀測幾乎為零，因此我國科學(xué)家高度依賴歐美衛(wèi)星資料從事研究。

“如果我國不能在‘三極’衛(wèi)星觀測系統(tǒng)方面形成關(guān)鍵突破，形成自主的極地遙感觀測能力并將極地觀測資料對國際同行開放，一方面很難吸引國際研究力量參加進(jìn)來，另一方面即使國際參與了，也無法形成并確立我國在計劃中的領(lǐng)導(dǎo)地位。”程曉表示，如果一切順利，我國首顆專門面向極地觀測的小衛(wèi)星——BNU-1遙感衛(wèi)星計劃于今年12月發(fā)射，有望實現(xiàn)我國極地觀測能力在一定程度上的提升。

如何吸引更多國際研究力量參與到“三極計劃”中來，也考驗我國科學(xué)家智慧。在現(xiàn)行法律環(huán)境下，如何制定合理可行的外國科學(xué)家進(jìn)入青藏高原地區(qū)開展科考的規(guī)則以促進(jìn)國際合作，也是迫切需要解決的問題。