(四)附:中國的曆次南極科考
1.中國南極考察隊首次踏上南極
1984年l1月20日,中國首次南極考察編隊由上海國家海洋局東海分局碼頭啟航,編隊由兩船、兩隊組成——國家海洋局“向陽紅10”號遠洋綜合考察船(l15人),船長張誌挺,政委周誌祥;海軍“J121”號打撈救生船(308人),船長於德慶,政委袁昌文;南極洲考察隊(54人),隊長郭琨;南大洋考察隊(74人),隊長金慶明。全編隊總共591人,分別來自全國的60多個單位。總指揮陳德鴻,副總指揮趙國臣、董萬銀。
同年12月26日抵達南極洲南設得蘭群島喬治王島的麥克斯韋爾灣。12月31日,南極考察隊登上喬治王島,並舉行長城站奠基典禮,第一麵五星紅旗插上了南極洲。
1985年2月20日,中國南極長城站勝利建成,以國家南極考察委員會主任武衡為團長的代表團出席了長城站落成典禮,喬治王島上的阿根廷、智利、巴西、蘇聯、波蘭、烏拉圭等國的南極站站長、科學家和美國“公主”號考察船船長等出席了長城站落成典禮。
南極洲考察隊、南大洋考察隊完成了陸上和海上科學考察任務。於4月10日回到祖國。1985年4月4日——l1月25日,以顏其德為隊長的8人越冬隊首次在長城站越冬。
2.中國第二次南極考察
1985年l1月20日——1986年3月29日,國家南極考察委員會組織實施了中國第二次南極考察。考察隊離京前,受到了中央書記處書記、國務院副總理李鵬、國務委員康世恩的接見。第二次考察隊共42人,其中包括智利科學家2人、香港攝影師1人(李樂詩)和香港《文彙報》記者1人(阮紀宏)。隊長高欽泉。
第二次考察隊是乘飛機經美國、智利抵達長城站的。第二次考察隊建設了長城站通訊房並安裝了衛星通訊設備。20名科研人員進行了地質學、地貌、高空大氣物理、地震、地磁脈動、生物學、氣象學、海洋學、冰川學、天文學、大地測量和固體潮的考察或觀測。獲得了一批新的標本"和數據。
1986年3月30日--1987年1月2日,以李振培為隊長的12名越冬隊員留在長城站冬,進行了多學科的考察和觀測。
3.中國第三次南極考察
1986年10月31日--1987年5月17日,中國第三次南極考察隊(90人)和“極地”號考察船(38人)組成的考察隊實施了中國第三次南極考察活動。總指揮錢誌宏,副指揮郭琨、馬榮典,考察隊隊長由郭琨兼任。
第三次考察隊擴建和完善了長城站,新建了發電房、科研棟、醫療文體棟、氣象棟、避難所、油庫、氣象觀測場,架設了供水和排汙管道,改善了通訊統,安裝了路燈、路標和方向標,加固了碼頭,建立了垃圾焚燒場。第三次考察隊的科學考察活動由陸上考察、南大洋考察和環球海洋考察三部分組成。
TU215 南極考察站需要用到的裝備。
4.中國第四次南極考察
1987年l1月8日--1988年3月19日,中國組織實施了第四次南極考察活動。
第四次南極考察隊共40人,隊長賈根整。考察隊從北京乘飛機抵智利的彭塔阿雷納斯市,然後換乘智利空軍飛機到達長城站。第四次考察隊對新建的科研棟和醫療文體娛樂棟進行了內裝修,並對站上的運輸工具和發電機組進行了維修保養。
此次南極考察的科學考察工作,包括12個學科35個課題。冰川學、地貌學和生物學是這次考察的重點學科。冰川考察以納爾遜冰蓋為對象,對其冰體運動、物質平衡、成冰作用、冰層溫度等進行了綜合調查研究。地貌學科組足跡遍布菲爾德斯半島、阿德雷島、無名島和納爾遜島露岩區,布設了一批測點,確認該冰川的發育條件和演變過程,提出了該地區冰緣地貌過程的周期變化規律。通過觀測和研究,推知該地區年上升率為6mm。生物學組對菲爾德斯半島潮間帶及其附近淺海生態係的調查研究,取得生物樣品530號,初步鑒定出30多種海藻、120多種海洋動物。他們提出了南極潮間帶及淺海的食物鏈以帽貝、黑背鷗、矽藻為中心的論點。經過對南極貝類、多毛類生殖發育及變態的研究,發現了適應南極環境卵胎生新現象。除重點學科外,新開展的古生物地層、人體生理學以及長城站的常規觀測均較好地完成了預定任務。
1988年3月19日--l1月14日,以秦大河為隊長的16人越冬隊在長城站越冬並進行冬季科學考察。
5.中國第五次南極考察
中國第五次南極考察由中國首次東南極考察和長城站區考察兩部分組成。
1988年11月20日——1989年4月10日,國家南極考察委員會組織了中國首次東南極考察隊赴東南極大陸建立中山站和科學考察。考察隊由來自全國30個單位的l16名人員組成,其中考察隊員76名,“極地”號船員40名。總指揮陳德鴻,考察隊隊長郭琨,“極地”號船長魏文良。
首次東南極考察的主要任務是在東南極大陸建立考察基地——中國南極中山站。“極地”號1988年12月23日駛抵東南極的普裏茲灣,1989年1月14日到達離岸400米的冰海區時,遇到連續三次發生的巨大冰崩,1月21日方脫離險境。1月26日舉行了中國南極中山站奠基儀式。2月26日,建成中山站並舉行了落成典禮。
測繪學:完成建站施工放樣測量,建立了中山站區的測繪坐標係統、高程係統,完成了站區1:2000地形圖的測繪、中山站建築物沉降監測、陀螺經緯儀定向精度探討等;
地質學:進行了野外地質考察,測製了岩石地層剖麵,係統地采集了岩石樣品;
環境學:從總體上認識了半島地形地貌特征,觀測並發現了大量古冰川活動和侵蝕作用痕跡,采集了不同環境景觀單元中的大氣、岩石、泥沙、湖水和積雪樣品;
生物學:觀察了站區的海鳥、半島的植被,發現淡水湖的力源來自融雪,不少湖泊中有淡水藻類植物,在海拔83米高湖泊中發現有淡水甲殼類動物存在;
海洋學:共采集水樣295個,獲得了氣溫、水溫、風及潮位數據1062個,走航資料3300個,測得中山灣附近海域鹽度範圍約14—30,潮汐為不規則半日潮,最大潮差1.56m,最小潮差1.02m;
氣象學:除提供航行、卸貨期間的氣象服務外,還開展了影響中山站的氣旋和下降風過程、雲和天氣的關係的研究。
1989年2月27日開始,以高欽泉為隊長的20人越冬隊,首次在中山站越冬並進行冬季科學考察。
長城站考察:
1988年l1月12日--1989年3月16日,中國第五次南極考察隊乘飛機赴長城站,考察隊41人(其中越冬隊14人),隊長劉書燕。
夏季考察:
對站區房屋、設施和機械設備進行維修保養,完善實驗室設備;此次科學考察項目共有13項34個課題。潮間帶生態係是這次考察的重點,首次接待兩名日本科學家進行生物考察。新增項目有:22周太陽峰年綜合觀測、苔蘚、企鵝與磷蝦的關係等。
越冬考察:
1989年3月16日——1989年12月16日,中國在長城站進行了第五次越冬考察。隊長李果。
常規觀測項目包括地麵氣象、電離層、空間物理和地球物理等。除常規觀測外,越冬隊還進行了生物、凍土、地貌和人體生理等學科的考察。
6.中國第六次南極考察
1989年10月30日開始,中國進行了第六次南極考察。中國第六次南極考察隊共139人,領隊萬國銘,長城站考察隊39人,站長張傑堯;中山站考察隊61人,站長李振培;“極地”號考察船39人,船長魏文良。此次南極考察實施了“一船兩站”的方案:即“極地”號由青島赴長城站,把物資和考察隊員送到長城站,然後,駛向中山站。
中山站第二期工程:新建高架式鋼框架科研棟和文體倉庫棟,並完成內裝修,完成站區上下水工程並安裝了CW一60型生化汙水處理裝置;安裝了三台發電機、一台風冷機、總配電櫃和控製室、餘熱利用係統,安裝了由5個50噸大油罐、油泵及進出油控製管路組成的儲油供油體係;架設了發射、接收大型天線,安裝了JUE一45A型衛星通訊係統和天線塔;完成了科學考察基礎設施的安裝與調試;完成了發電棟的部分內裝修、上車平台和車庫的地基工程。二期工程澆灌混凝土123m3,挖土量300m3。
中山站科學考察:除二期工程施工放樣測量外,完成了中山站1:2000測圖,進行了各種比例尺的航空攝影,麵積約35km2;建立了二分量和三分量大氣哨聲、電離層、甚低頻和短波通訊的探測係統;測繪了東西走向岩性構造剖麵8條,繪製出米勒半島地質草圖,並對布洛克奈斯半島進行了初步勘察;除常規氣象觀測外,還進行了近地麵梯度風、輻射、大氣化學和地溫的分析研究;此外,還采集了湖水、冰、雪、土、企鵝糞便樣品共296件。
長城站科學考察:長城站考察隊進行了太陽活動對大氣狀態的影響、電離層、電波傳播、哨聲、地磁脈動、地磁場變化、淺海生態係、地貌與沉積、氣象、人體生理和衛生學、冰川學的觀測與研究,獲得了大量資料和樣品。同時,日本國立極地研究所的大山佳邦和北海道大學低溫科學研究所的島田公夫同中科院動物研究所的潘涔軒合作考察了喬治王島、菲爾德斯半島的陸上節肢動物並測定了部分種類的耐寒性,初步搞清了菲爾德斯半島陸上節肢動物的種類、分布、群落結構特征及部分蟎類的耐寒性。
7.中國第七次南極考察
考察隊是1990年12月2日從青島出發,於1991年1月15日到達中山站。從此,中國南極考察工作自由建站為主轉入以科學考察和資源調查“為主。中國第七次南極考察隊長城站度夏科學考察共有9項科學考察任務,除氣象、地震、地磁、高空物理和電波傳播等五項常規觀測任務外,中日科學家合作進行的植物生態學研究、長城灣微型生物研究、太陽活動峰年對大氣狀態影響的研究、利用子午衛星接收儀對太陽活動峰年的研究和長城灣海濱沙金礦資源考察研究等各項科學考察工作也都圓滿完成了任務,取得了較滿意的成果。
8.中國第八次南極考察
中國第八次南極考察隊乘“極地“號船於19 91年11月30日由青島啟航。 1992年04月06日圓滿完成任務。
冰川考察。研究1992年1月5日完成柯林斯冰蓋的鑽取冰芯和考察任務,14日回站工作。在主冰穹和小冰穹各鑽取冰芯5支,總進尺480m,最大鑽深65.5m,完成了物質平衡和成冰作用研究,挖雪坑28個,累計深度40餘米,取得密度、地層、溫度觀測數據450多個;進行冰川運動和應變觀測4次,取得數據1240多個;雷達測厚總長度15km;完成了三支冰芯的地層剖麵描述,總長140m,測量了其中二支冰芯的密度,取得數據30000個左右,並對一支冰芯進行了組構切片,完成影片20張;對菲爾德斯半島南部雪斑分布進行了填圖。協助烏拉圭方麵采集水樣600多瓶。對所取得的數據進行了整理和編輯。
測繪科考。考察的主要項目是對菲爾德斯海峽斷層運動形變進行監測。利用衛星GPS先進技術和激光測距手段,進行野外數據采集和資料預處理。共接收衛星觀測數據15000個,獲取26條衛星測邊和46條激光測邊資料。經事後數據處理,所得成果精度達到要求。此外,對站區的地麵影像進行了航攝,並為冰川在柯林斯冰蓋主冰穹冰芯鑽取進行了GPS衛星定位;為通訊發射天線的指向和菱形天線的檢修和保養提供了必要的數據;為氣象場風標指向的方位角進行了複測。
沼澤濕地的研究。對菲爾德斯半島及附近島嶼進行了濕地踏勘和考察,對站區附近濕地進行了重點考察,采集土樣52份、水樣11份、植物樣30份;進行樣方調查29個,樣線調查3條;小氣候觀測獲1495項記錄,特定觀測項目50項;生物測定10項,泥碳生物性測定12項;完成站區和阿德雷島濕地分布圖;收集了部分氣象資料。
苔蘚對比研究。對菲爾德斯半島及附近地區進行踏勘,對長城站地區苔蘚植物群落進行了重點考察研究,采集化學分析樣品20個。進行68個50×50cm的樣方調查;挖土壤剖麵7個;進行了地溫、濕度、風速的觀測,收集數據1278個並收集了部分長城站的氣象資料。基本掌握了苔蘚植物群落的組成、結構特征、群落類型及其分布規律。
日地整體關係研究。解決了儀器存在的問題,使儀器正常運行。獲得1.8MMBIT字節數據,對其中10%的數據進行隨機抽查,結果表明,全套係統工作正常,所取資料完整可靠,從數量分布和精度方麵評價,均可滿足研究工作的要求。
常規觀測。5台儀器晝夜連續觀測電離層、宇宙噪聲、甚低頻、多普勒和單邊帶短波。獲210m膠卷和430m紙帶記錄資料、3盤磁帶、750頁打印紙,儀器工作正常,資料數據可靠。
地磁、地震觀測。(地震局物理所)對線路、儀器進行了檢修,恢複完善了觀測係統,使所取得的數據可靠,共獲取數據4萬多個。由於地磁總強度測量的恢複,使地磁地震觀測成為一個完整的觀測係統。從記錄到的幾次地震來看,地震前後及發震時間,相應地磁動豐富,變化幅度大,而地磁總強度表現為數字跳動大,呈不規律。在地震後持續一段時間,地磁分量記錄趨於平靜,相對總強度讀數穩定,說明所得數據是可靠的。
地質考察。完成了橫穿菲爾德斯半島南北四條路線的地質考察,采集了各種水樣12號、土樣10號,並收集了地球化學材料;勘查了阿德雷島等地的階地;參觀了冰蓋上的冰川考察實況。
汙水排放監測分析。為檢驗經汙水處理係統處理的下水是否達到排放標準,對水樣的顏色、懸浮物、pH、化學耗氧量、高錳酸鹽指數、五日生化耗氧量、細菌總數和總大腸杆菌群等八項指標進行了監測分析。
9.中國第九次南極考察
1992年11月20日——1993年04月06日,我國完成了第九次南極科考。岩石圈項目古地磁在長城站地區采集古地磁樣品206塊,在波蘭站采集l18塊,在梅爾維爾采集樣品40塊,通過這些樣品的測定將對該區第三紀地層劃分和白堊紀/第三紀界線提出一些看法。
古生物。在長城站地區采集植物化石263塊、岩石及同位素年齡樣品24個,孢粉分析樣品9個。在波蘭站采集植物化石標本53塊、孢粉樣品7個。在梅爾維爾采集珊瑚、雙殼類、腹足類、蟹類、海膽等門類動物化石105號標本。在韓國站附近采集植物化石及岩石標本14個。上述化石標本為該地區早第三紀植被和古氣候研究提供了豐富的材料,為該地區地層劃分和對比打下了基礎。
生態係項目。完成站區地麵植被(苔蘚、地衣)、凋落物、根係及半腐殖質層、土壤、微生物等13個樣方的係統采樣,為研究該地區陸地生態係統提供了基本研究材料和數據。獲得不同類型地段地衣群落樣資料350個,測定30多個樣方內優勢地衣的生物量,采集部分蟎蟲和藻類標本,發現並建立了南極石蘿生長速度觀測點,這些工作為研究該區地麵植被生態係統提供了豐富的資料。
土壤微生物。采集土壤樣本55個,對25個土壤樣品進行了微生物分離和數量性狀分析,每個樣用PYG培養基、馬丁培養基等培養基作微生物分離工作,對13個樣品作了低溫對照培養,得到土壤菌總量及黴菌、酵母菌的數量,分離菌株有中溫菌150株,低溫菌50株,這些樣品將帶回國內作進一步分析,用烴氧化菌量作為石油物質汙染的指標,在長城站周圍等距采樣共15個點,分離培養了其中的細菌,依據其中生長狀況,得到長城站周圍受石油汙染的大致範圍和程度。
水生生物。對站區13個水體14個理化指標進行了分析測試,調查了近20個水體的浮遊生物,著生生物和底棲生物、采集了大量定性和定量標本,測定了16個水體的葉綠素和生物生產力,對西湖水生生物的夏季動態、水平及垂直分布進行了較詳細的研究。
土壤分類。采集了各種地貌類型、不同成土母質的土壤樣品50個,采集微域環境土壤樣品60個,采集土壤分布分類樣品30個,水樣20個,聯合佯14個。土壤水分動態觀測儀器每天可采集數據120個。
潮間帶和淺海生態係研究。共出海8次采積了大量的樣品,測得了大量的數據。對潮間帶生態係的優勢種帽貝的各項指標進行了深入的研究,獲得了可靠的資料。
海洋環境汙染。采集水樣150多個,海底表層沉積物樣品2個,對這些樣品進行了常規測定,觀測了長城灣及潮間帶海水營養鹽變化。
此次南大洋科學考察的特點是專業多、項目多、時間長、區域廣、任務繁重。考察隊以走航觀測和測區定點觀測兩種方式較圓滿地完成了“八五”“磷蝦項目”觀測,並完成了“氣候項目”和“晚更新項目”中與大洋有關的課題觀測與采樣。走航表層觀測貫通全航程,每日4次。特別是充分利用本航次環繞南極冰緣航行的機會,用魚探儀進行了磷蝦資源的全程探測記錄,並用浮遊生物高速采集器采樣;同時用拋棄式溫深儀和表層水溫自記儀以及表層水采樣考察其水文、化學和相關的生物特性。首次獲得環南極冰緣區較完整的第一手資料。定點觀測,開展了南斯科舍海和普裏茲灣及其鄰近海域的綜合海洋考察。經過15天的航行與作業,在39個站位上共140小時進行了磷蝦生態及資源量、物理海洋學、化學海洋學、初級生產力和浮遊生物等綜合性科學考察;站間全部用高速采集器進行磷蝦等浮遊生物采樣,作為站位上數據的有效補充;並在5個站位上采集海洋沉積柱狀樣10個。
10.中國第十次南極考察
時間:1993年11月15日——1995年03月06日。
根據《中國南極考察科學研究“八五”計劃》各項目的進展情況,長城站的科學考察安排了4項常規觀測,4項“南極菲爾德斯半島及其附近地區生態係統研究”項目的現場考察,3項“南極大陸、陸架盆地岩石團結構、形成、演化和地球動力學以及重要礦產資源潛力的研究”項目的現場考察,2項“南極環境對人體生理、心理健康及勞動能力的影響和醫學保障”項目的現場考察。中山站科學考察安排了6項常規觀測。
長城站科學考察:
地麵氣象常規觀測和衛星接收。在越冬期間繼續進行了連續多年的氣象地麵常規觀測和預報,同時利用第九次隊安裝的NOAA衛星高分辨率資料接收處理係統進行雲圖接收和數字化資料的接收記錄工作。
地磁常規觀測。地磁三分量的相對及絕對觀測,地磁脈動觀測,哨聲與甚低頻觀測,地磁資料的初步處理,地震三分量的觀測。
地震常規觀測。繼續越冬進行地震的常規觀測。
電離層觀測。越冬進行繼續多年連續的電離層測高儀測定電離圖、宇宙噪聲接收機測量電子濃度隨時間變化、多普勒測量電離層TEC、短波場強及低頻相位變化的觀測。
南極菲爾穩斯半島及其附近地區生態係項目考察:
1.鳥類生態考察。對長城站附近區域的鳥類區係組成及分布,優勢鳥類分布與數量,企鵝食性和生物學特性進行考察。
2.哺乳動物考察。對長城站鰭腳類哺乳動物主要是海豹等,進行換毛、繁殖過程及食性、發聲等的考察與研究。
3.潮間帶生態考察。對長城站附近潮間帶生態係統的營養階層,優勢種小紅蛤的攝食、呼吸和排泄,以及帽貝種群生態進行考察。
4.典型汙染物生態效應考察。對長城灣海水中石油、COD、陰離子洗滌劑等典型汙染物的現狀及其生態效應進行現場樣品采集、處理和分析。
5.淺海初級生產力考察。對長城灣內的營養鹽、葉綠素A、初級生產力,浮遊動物,微生物等進行現場樣品采集。
南極大陸、陸架盆地岩石圈結構、形成、演化和地球動力學以及重要礦產資源潛力的研究項目考察(l)中新生代構造岩石演化(兼)。在長城站附近區域進行火山岩年代學樣品的采集。(2)晚更新世晚期以來南極氣候與環境演變及現代環境背景研究項目考察。湖相沉積環境過程:為項目綜合分析研究進行第四紀地質地貌綜合調查,並進行環境樣品的采集。現代環境與自然背景:主要針對重金屬開展了人類活動對土壤、植物和水的環境影響,以及湖相沉積中對全球變化的反應等進行了考察。
南極環境對人體生理、心理健康及勞動能力的影響和醫學保障項目。進行了越冬的人體生理免疫測定、心理測試、營養學和調查環境微生物檢測等方麵的工作。
地麵氣象常規觀測和衛星接。收在越冬期間繼續進行了連續多年的氣象地麵常規觀測和預報,同時利用第九次隊安裝的NOAA衛星高分辨率資料接收處理係統進行雲圖接收和數字化資料的接收記錄工作。
地磁常規觀測。地磁三分量的相對及絕對觀測;地磁脈動觀測;哨聲與甚低頻觀測;地磁資料的初步處理;地震三分量的觀測。
電離層常規觀測。安裝天線需60m×60m場地,需推土機平整場地;天線到觀測房需挖電纜溝;GPS測高儀發射天線盡可能使用原發射天線,如使用單獨的臨時天線,則需要在科學棟與宿舍棟間架設對稱偶極天線,需長5m直徑為50mm左右的鋼管8根。安裝接收天線,及調整儀器。
固體潮常規觀測持續觀測,資料初步處理,對儀器進行檢定。
11.中國第十一次南極考察
時間:1994年10月28日——1995年03月06日。
長城站的科學考察:
安排了4項常規觀測,5項“南極菲爾德斯半島及其附近地區生態係統研究”項目的現場考察,l項“南極大陸、陸架盆地岩石圈結構、形成、演化和地球動力學以及重要礦產資源潛力的研究”項目的現場考察,l項“晚更新晚期以來南極氣候與環境演變及現代環境背景研究”項目,l項“南極環境對人體生理、心理健康及勞動能力的影響和醫學保障”項目的現場考察。
中山站科學考察:
安排了5項常規觀測,2項“南極大陸、陸架盆地岩石圈結構、形成、演化和地球動力學以及重要礦產資源潛力的研究”項目的現場考察,l項“南極與全球氣候環境的相互作用和影響”項目現場考察,4項“南極地區日地係統整體行為研究”項目現場觀測(其中包括l項中日合作觀測)。南大洋考察安排了“南大洋磷蝦資源開發與綜合利用預研究”項目現場調查和“晚更新晚期以來南極氣候與環境演變及現代環境背景研究”項目中的海底沉積物取樣工作。
地麵氣象常規觀測和衛星接收。在越冬期間繼續進行了連續多年的氣象地麵常規觀測和預報,同時利用第九次隊安裝的NOAA衛星高分辨率資料接收處理係統進行雲圖接收和數字化資料的接收記錄工作。
地震觀測。進一步完善觀測環境,繼續進行地震的越冬常規觀測。
地磁觀測。繼續多年來連續進行的越冬地磁儀、磁變儀觀測,地磁脈動及哨聲的觀測記錄。