气象人张鹏与他的北极漂流:“一生说不定就这一次”
"此前我一直很向往北极,所以当一听有能去北极的机会,我二话不说就答应了,毕竟一辈子可能就这一次机会。"
"未来,我还是想深入研究北极对极端天气事件的影响。目前,我们所做的所有科研,目的都是为了提高天气、气候的预测技巧。大气科学事业带有很强的公益属性,它关系到防灾减灾和社会经济的发展。"
”复旦青年记者 卫雅琪 主笔
复旦青年记者 陈君 编辑
2019年,复旦大学大气科学研究院博士后张鹏和世界各地的科考队员一起完成北极科考任务,成为复旦第一位参与国际北极科考实验活动的科研人员。此次科考所获得的观测数据弥补了北极地区大气观测资料严重缺乏的现状,为北极地区的气候研究提供第一手资料。
乘坐“ARAON”号破冰船从阿留申群岛出发,穿过白令海峡,沿着楚克奇-波弗特海绕一圈需要53天。在这53天里,张鹏重复着“四等分的一天”,升空150余次探空气球,经历着颠簸和噪音下的睡眠问题,看着餐桌上的绿叶菜越来越少,他感慨“科考真的很不容易”,在广播宣布旅程结束时感到“前所未有的放松”,但同时也很不舍,毕竟“一生说不定就这一次”。
科考结束后,张鹏回到上海吃了一顿中餐,在残留的晃动感觉中倒回时差,继续科研事业。他将一部分研究重心放在北极,发现北极海冰变化能够为东亚冬季风现有模态提供新的可预报性来源,这将显著提高东亚冬季风主模态的预测技巧。
未来,张鹏希望能更加深入地研究北极对中纬度极端天气、气候事件的影响,他希望每天都能有点进步,每天都做得比昨天的自己好一点。“人和人的差距不可避免,唯一能做的就是超越自己”。
以下是张鹏的讲述——
被拔掉的智齿、不安的睡眠
出发前一个月左右,我去医院拔了一颗智齿。
当时我们每个人都收到了一张体检单,上面列着需要提前检查的项目。随船医生还特地嘱咐我去检查一下牙齿。随船医生说,由于船上没有专业牙医,如果极端环境下牙齿疼起来,这会是很致命的,硬扛肯定受不了。然后我就去牙科拍了一张X光,发现有颗畸形的智齿。我当时想,反正智齿留着也没什么用,为了保险起见索性就拔掉了。
极端环境对身体的要求很高,任何潜在风险都需要尽可能规避。我国“徒步穿越南极大陆第一人”秦大河院士,他为了极地科考,拔了很多牙。科考船上“一个萝卜一个坑”,每个人都有自己所需要完成的工作,如果一人因为身体不适而缺席工作,就会徒添他人工作量。我平时有锻炼健身习惯,当时学院派我去可能也有身体素质方面的考量。
智齿伤口拆线后一周多一点,大概七月末,我给自己准备了一副墨镜,几件衣服,拎着一个大箱子就飞去阿留申群岛上的小岛Dutch Harbor,自那里乘坐破冰船。这是一次国际北极科考项目,我们的团队里有来自韩国极地研究所、英国剑桥大学、法国里昂大学、美国阿拉斯加大学等世界各地各院校的科考人员,大家陆续来到这座渔岛,集合登船。
我在小岛上呆了两天,心情既忐忑又激动,因为一切都是未知的。我们住的旅馆非常贵,一晚上要300刀,但里面没有Wi-Fi,岛上也没有手机信号,没法对外联系。我最后拜托旅馆前台的工作人员帮我给家人发了一个E-mail报平安。当时真没想到,那会是整个科考之旅中,自己安稳睡觉的最后一晚。
我们的破冰船很大,排水量有7800吨。它航行在海上,受波浪影响,会有一种很低频缓慢的晃动,尤其是离岸近的时候,船就会晃得比较剧烈,在床上根本没法侧着睡觉,只能平躺或者趴着。破冰的时候更加艰难,船身和冰的撞击声就类似于指甲刮黑板的声音,“吱拗吱拗”的。那段时间每天晚上都要在这种声音里睡觉,带着降噪耳塞才能勉强入眠。
▲“ARAON”号破冰船/图源:受访者
我上船后的前几天不太适应,比较萎靡,全靠刚上船的兴奋感硬撑着。此前我一直很向往北极,所以当一听有能去北极的机会,我二话不说就答应了,毕竟一辈子可能就这一次机会。
那股新鲜劲还没过的时候,我们不同小组的同事会在吃饭的时候聊一聊各自的工作。我是做大气观测的,这次科考的主要目的就是获取北极的大气资料。
四等分的二十四小时
一般做大气观测会有一个固定的观测站,通过探空雷达,探空气球或是卫星收集数据。但北极上空没有固定的观测站,我们就必须在船上放探空气球(以下简称气球)。这种专用气球比普通气球厚很多,很大,吹气后直径能到三至五米,能够飞到两万五千多米的平流层。气球上会携带一个感测器,不断收集空气中每一层的湿度、温度、风速等数据。
当船开过白令海峡,进入北纬70°以上时,我们就开始放气球。
放气球的时间是有严格讲究的。从世界标准时(UTC)零时算起,每隔六个小时就要进行一次探空观测。我在船上的一天也就因此被四等分了。充气球用的氮气装在钢瓶里,全都被固定在一个专门的货舱中。我们用一根很长的管子,从钢瓶连到甲板上给气球充气。
我和一位阿拉斯加大学的博士一块儿负责放气球。一个人充气,另一个人在他后面帮忙拉着气球。等到绑好传感器、放飞气球后,其中一个人要赶快收拾放气球的工具,给别的科考人员腾地方,另一个人要跑回检测室处理数据。
▲张鹏放探空气球/图源:受访者
比较困难的点是,我们放气球的时候船并不会停下来等我们。北极本身风就很大,加上甲板前面还有一座桥,风穿过上层建筑后就会在甲板上形成湍流,风向也不固定,使得气球非常难放。
我记得我第一次放气球就毁了两个,一个刚放手就被风“啪”一下打到海里。另一个被风吹到桅杆上刮破了。后来我慢慢琢磨出放气球的经验:先在手里攥个五六分钟,拖着气球这走走,那走走,感觉风好像小点了,再放手。放气球时候的精神压力很大,因为气球是消耗品,备份少,特别是充气球的氮气比较贵,储量有限,我们随船只带了四五十瓶,如果浪费太多,后期很有可能缺乏。
随着对工作愈发熟悉,天气好的情况下一个人也可以单独完成全部操作。这样下来每个人每天只需要负责放两次,两个人都能多休息。
未进入极昼区域时,夜里还是需要两个人一起操作。夜间很多人都休息了,船上黑灯瞎火,我们就戴好黄色安全帽,挂上手电去放气球。看到平静漆黑的海面,有时候我会突然联想起之前看过科幻小说里的深海怪物“克苏鲁”场景,平添了一些诡异的感觉。
船上的生活基本就是这样,放气球,休息交流,处理数据看看文献,放气球……
但有时候尽管做好了万事俱细的准备,还是避免不了一些意外。
进入极昼区后,有一天晚上船停着,突然有一个德国同事“咣咣咣”地敲门把我叫醒,说“Polar bear!”我们一行人就跑到船尾去看。结果发现冰上观测设备,连同其的透明保护罩都全被北极熊拍碎。那些设备已经在冰面上放了三天,每一套大概要50万美元,现在整套设备全都坏了,只能全换掉。同事们的心情都不好。
科考就是这样的,很不容易,真的不容易。
与“北极”深深结缘
我临行之前专门买了个相机,在闲暇的时候会拍照。北极的景象很震撼,我记得我第一次下船的时候,满目都是茫茫冰原,海天尽目一色。我还拍动物,拍到了北极熊一家,还有海豹和水母。
▲北极熊/图源:受访者
等广播通知科考快要结束的时候,长时间紧绷的心弦霎得一下就松了,那真的是前所未有的放松。但放松过后就是不舍,这次航行就这么结束了,难说第二次机会。这些朝夕相处的同伴们也要分开,各奔东西。
▲科考人员合影/图源:受访者
尽管离开了北极,但是在这次科考之后,我将一部分研究重心放在了北极。我原先是做热带气候领域研究的,但是慢慢发现,北极研究是我无法回避的一块领域。将地球上的热带地区比作一个蒸汽机,它会驱动能量向中高纬度输送。但是到了中高纬度以后,也会受到极地暴露的海面以及极地大气的影响。于是我开始寻找新的预测因子,将研究目光投向极地。
北极研究是一个科研热点,但相较于热带地区,北极的数据比较匮乏,也有较大的不准确性。我们收集到的数据也一定程度上填补了北极数据这方面的空白。这次科考收集到的数据得到了世界权威机构的认可,被世界气象组织(WMO)用于实际天气预测。不过比较遗憾的是,我们收集的数据量还是太少了,时间很短,而且数据连续性较弱。
2020年,我和吴志伟教授还有其他合作者,一起发表了一篇关于北极海冰变化对东亚冬季风预测影响的论文。尽管这篇研究没有用到我去北极观测收集的数据,但是研究的灵感确实是在科考的路上产生的。
我们当时去的地方主要是在楚克奇-波弗特海附近,而前人的研究资料则更多在巴伦支海。但我当时就在想,楚克奇-波弗特海海域目前研究比较少,是因为这块区域不太重要吗?我觉得不是。于是科考回来以后我就开始着手研究。
未来,我还是想深入研究北极对极端天气事件的影响。目前,我们所做的所有科研,目的都是为了提高天气、气候的预测技巧。大气科学事业带有很强的公益属性,它关系到防灾减灾和社会经济的发展。
认知大气的运动规律,提高对天气气候的预测水平,是我们所有气象人的任务,也是所有气象人的使命。
微信编辑丨卫雅琪
审核丨甲干初 徐竞彦
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