110期极地专场|现场对话和线上互动：如何度过南极极夜？从南极可看火星生存？
编saying
从南极到北极，从场内到线上。
110期引发了“极地热”，“极地热”又牵动了听友的忧患意识和求知欲望。
上周六下午，由中国极地中心主任杨惠根、上海国研院副院长杨剑分别主讲110期文汇讲堂《南极VS北极：冰世界的中国梦》并对话（昨微信已刊发现场提问）。现场300多名听众慕名而来，座无虚席，由于气温尚未到达大楼中央空调启动条件，虽有微弱的送风，场内依然有些闷热，但是求知的欲望，让场内秩序井然，个别听众只是通过外出片刻歇凉来自我克服。在提问时间段，举手频频。而在微信上的极地互动群中，听友们在讲座结束后相互提供有关讯息，建立极地主题公园、赴南极旅游等话题成为热议。
为了满足更多听友的互动要求，昨晚7点30分至8点30分，两位主讲嘉宾于工作间歇抽空，进入百人互动群，回答了10位网友的8个问题，杨惠根主任的质朴中的严谨，杨剑副院长极地表情包和极地照片的分享，让互动群掀起高潮，刮起了“洋（杨）流”。这场讲座激发的科学求知欲、民族自尊心和全球忧患意识，充盈在提问者和解答者及收听者之间。互动结束后，听友们自行整理了语音资料做分享。
感谢各位听友的参与和支持，也向在极地研究一线的科学家和研究学者、众多艺术家们致敬，让我们共同为极地的中国梦努力。
今天分享现场对话和线上提问。周三、周四两天将刊发杨惠根主讲的《南极洲，中国登顶之后》，杨剑主讲的《北极圈，中国的起点和命运共同体》。
嘉宾对话
杨惠根与杨剑在对话环节中，就科学家在极地国际组织上的工作方法进行深入交流。
杨剑：杨主任在主讲时，用“看天” 来形容对极地高空现象的观察。我就在想，同样是看天就是不一样，杨主任这样的科学家能看出这么多科学成果，非常令人钦佩。这中间包涵着多少常人难以想象的付出和牺牲。南北极地区气候恶劣、生活艰苦，工作也充满了风险，科考队员要承受极地生存的生理和心理考验，同时还要努力完成预定的各种科研任务。因此，发扬“南极精神”并不是口号，是融入于每天的行动。这里要向科考工作者致敬。
科学家在全球治理中起着科学评估的中枢作用
杨主任既是中国的科学家又是中国极地事业的一个组织者，他还有一个身份是全球极地科学组织的负责人，他是“南极研究科学委员会”的中国代表，同时又是“国际北极科学委员会”的副主席。全球治理中，特别像气候变化应对灾难、极地问题等，科学家和科学家组织起到非常重要的作用，比如，政府间气候变化委员会的专家组，每几年都会出具一个评估报告，全球气候大会就是根据这些专家的评估报告作出各方责任的决策。
北极理事会的部长会议是每年一次，议程大多由其下几个工作组的科学家来设定。杨主任去年在日本富山、今年在捷克布拉格先后参加了北极科学周高峰会，据我了解，在北极科学界近年推崇“从知识到行动”，立志把科学知识变成全球应对气候变化和灾难性问题的行动。请教一下杨主任，能否介绍一下，科学家在国际组织的议程设定作用和活动方式？
国际北极科学委员会IASC引领诸多学术组织
杨惠根：不同于南极，主要由“南极研究科学委员会”来规划和协调南极研究的科学行动与国际合作，因此，行动比较统一。在北极，除国际北极科学委员会（IASC）外，还有国际北极人文与社会科学联合会、北极研究运行机构论坛（FARO）、国际极地青年研究者联合会、欧洲极地理事会（EPB）、亚洲极地科学论坛、太平洋侧北极工作组（PAG）等多个国际和区域性组织存在，这也和北极的政治生态相吻合，因此，北极研究的国际合作和科学计划的决策运行机制也比较复杂。
但是，国际北极科学委员会作为国际科学联合会（ICSU）下属的国际学术组织，在北极众多学术组织中起着引领作用，它主要通过组织每年一次的北极科学高峰周会议(ASSW)和每十年一次的国际北极研究计划大会来协调推动和规划北极研究与国际合作。 IASC的宗旨是鼓励和支持北极研究各学科领域间的合作、参与北极研究各国家间的合作以及北极各地区之间的合作。为此， IASC推进并支持前沿多学科研究以获得对北极地区及其在地球系统中作用不断深入的科学认知。
杨惠根认为应该从对南极的认知转向和平利用，保护南极自然和生态环境，为人类福祉做出应有的贡献。
中国人出任IASC执委会下四位副主席之一
IASC成立于1990年，1991年开始运行，现有23个正式成员国。IASC的成员机构为各国统管北极研究的国家科学机构。理事会是IASC的决策机构，由其各成员国国家科学机构代表组成。职责包括：为北极合作研究制定政策和指南；围绕有关北极科学问题设立科学工作组和行动组，寻找科学回答，采取及时行动；与各科学工作组一起，对IASC科学项目和科学行动的实施计划提出建议；对非北极国家学术组织的参与做出决定；组织北极科学学术会议。
IASC理事会每年在国际北极科学高峰周期间召开一次会议。IASC执行委员会负责理事会休会期间的工作。IASC 执委会由五名选举产生的官员，含一名主席、四名副主席和一位执行秘书长组成。IASC执委会的现任主席为Susan Barr （挪威），四名副主席分别为：Vladimir Pavlenko （俄罗斯）、杨惠根（中国）、Larry Hinzman（美国）、Najia Mikkelsen（丹麦）； 执行秘书长为Allen Pope。秘书处设在冰岛阿克雷里。
五个科学工作组和行动组负责推动北极合作研究
IASC主要通过其下设的大气、海洋、陆地、冰冻圈和人文与社会科学等五个科学工作组和根据需要设立的行动组推动北极合作研究与国际交流。 IASC理事会会议分为公开会议和闭门会议两个阶段。IASC理事会闭门会议仅限于IASC成员国代表出席；IASC的公开会议，感兴趣的科学家和管理机构代表也能列席会议和参加讨论。
IASC刚刚完成第三次北极科学的计划大会（ICARP III），在国际极地年之后规划了未来十年北极研究的优先领域和需要关注的重大科学与社会问题，我有幸参与了ICARPIII整个过程。
会议发表了声明，并将在会后形成最终报告，奠定未来北极长期国际合作计划的基础。全球北极科学家在声明中认为，北极是全球经济的重要组成部分，北极变化具有全球意义，同时北极相对稳定的地缘政治也为北极持续研究提供了基础；北极未来面临一系列挑战，预测北极变化比应对更为关键；北极研究具有全球性和跨学科的特点，这需要增加国际科学合作、关联不同学科、多种知识体系乃至全球系统，以增加对北极生态系统、环境、社会脆弱性和适应性的了解。此外，与北极资源贸易、旅游运输等活动相关的新市场将推动北极陆上和海上基础设施建设，基础设施的可持续发展需要科学家、当地社团、政府和企业的多边合作。
极点催生的合作模式，为人类治理带来新方法
我也在想，南极和北极最大的特征是都有极点，极点在数学上是一个奇点，奇在什么地方？人文社会科学须从极地探索的历史与法律地位、从极地战略与政策、从极地经济发展与环境保护、从战争与和平等多个维度开展研究南北极的问题；我们自然科学工作者则需从地球自转导致的重力加速度减小、极地平流层涡旋与全球大气环流、南北极冷水团的形成与下沉与全球大洋温盐环流驱动、向宇宙开放的地球磁力线与日地相互作用等多方面综合研究才能说清楚一些问题；还有像韩生教授等创作多媒体舞蹈诗《极境》，显示了科学与艺术融合的力量，大家殊途同归走向极点、一同走到了南北极。在地球极点，这里没有东和西两个方向，在其他地方东与南和西与北等相互垂直的方向也走到了一起， 所以，极点也是一个奇异的吸引点。
因此，我理解极点的本质是一个奇点，诸多学科、力量从这里开始探索，需要学科交叉的研究和跨越界别的合作探索。
杨剑： 您关于“人类站在极点上共同领悟”的说法给我很大启发。人类在不断竞争发展到今天，国家和国家之间也是征战不停。但在极点，合作变成了最核心的价值。这大概也映证了人类命运共同体思想的意义所在。我们国际政治一直在研究国家的边界、国际利益、国家主权，但是洋流不考虑国家边界、气候不考虑国家边界、候鸟不知道有边界、太阳风暴也不知道国家边界。南极作为人类共同拥有的财产的存在，会给我们一个很好的启示。《南极条约》最后把科学、环境、和平变成一个南极治理的主轴，就等于告诉人类，除了边界、主权，我们还有另外一种方式来治理地球。当争论只剩下科学家之间的学术争论时，人类美好地球真正的意义可能被我们找到了。
杨剑认为：积极开展在北极的科技外交，以国际合作为突破，逐渐扩大我国在北极的实质性存在。
南极的火星陨石可助推火星生命生存的考察
刚才讲到几个重要领域一是南极的天文，一是日地系统，太阳和地球系统之间的互动。这让我回想起外空专家欧阳自远的一句话，他在武汉极地年会上曾说，南极对外空探索很有意义，南极陨石中相当一部分是火星陨石，如果地球和小行星碰撞，登陆火星可能是地球人未来的一个方向，科学家就要研究火星元素来分析它可供生存的条件，派航天器飞取费力耗时，但从火星陨石中可以知晓生命生存的可能性，为人类是否能在火星上建造庇护所做出实验分析。另外，欧阳自远说，火星没有被照到那一面，地表温度是零下120度，而南极昆仑站最低温度是零下80度，有些实验就可以在南极先期进行，包括生活环境、建筑结构。这是我已经了解到知识。
极点地磁区是资源稀缺的高纬度空间资源
杨主任还讲到电磁线在极点是开放的，去年，奥巴马总统卸任前签署了有关美国的空天气候战略总统令。在极点这个点上，对于两个空间之间关系开展科学研究，对于全球安全和人类未来还有什么意义，能否给我们普通听众普及分享一下？
杨惠根：极地有两个至关重要的关键，第一个是航天轨道资源。以脱离地球第一宇宙速度飞行的卫星有两类，即绕地球赤道的同步轨道卫星和穿越两极的极轨卫星，与太阳同步的极轨卫星每天绕地飞行14周，纬度80度以上位置的地面接收站每天可以接收极轨卫星全部14轨的数据，因此极地轨道是非常重要的航天空间资源，无论对于国家空间计划还是空间国际合作，都非常重要。
另一个方面是日地相互作用，太阳除了辐射太阳光以外，还辐射大量带电的高能等离子体，被称为太阳风，太阳风等离子体能量非常高，太阳风电子的平均速度高达500公里/秒，地球表面声音的速度才是342米/秒，太阳风速度非常之高，这些高能带电粒子通过磁力线进入极区大气，对无论是载人航天还是卫星等空间技术系统，都有着至关重要的影响。观测空间天气要么用卫星要么用地面观测，但是卫星观测是直接测量但在空间上局限性。地面观测不能对空间环境直接测量，但极区的磁力线联系着地球磁层广阔的空间，能够连续地监测到较大范围的日地相互作用。比如地球磁层日侧极隙区很像一个漏斗，区域虽小却有着全球意义，我们在南极中山站和北极黄河站用一个摄像机就可以覆盖观测极隙区两个小时以上，这些观测不仅对中国航天和空间计划有用，对于全世界航天和空间科学计划都有重要作用。
新疆域可实践人类命运共同体思想
美国已将空间灾害性活动列为空间天气监测和预警的重要目标，在南北极地区开展极光活 46 34426 46 15989 0 0 3819 0 0:00:09 0:00:04 0:00:05 3818动和日地相互作用的监测， 对于构建我国空间天气监测体系、保障我国航天活动以及人造卫星和轨道空间站等空间工程技术系统安全具有重要战略意义。从这个意义上说极地和空间的和平利用是和国际治理相重合的新疆域。
但是在利用方面，如果在高纬度空间的研究领先，就可以在未来的国际治理中占据战略地位，这是我体会的四大未知疆域的战略要点所在。
杨剑：的确，四大未知新疆域对于中国科学家来说是新疆域，对于人类命运共同体也是新疆域。比如极地的外空轨道资源就是稀缺资源，在新疆域里只有技术发达国家才能够成为俱乐部成员，中国是发展中国家，又是技术发达国家，习主席在多个国际场合提出要以人类命运共同体的思路开展全球治理，就是要在共治、普惠中让更多人获得好处，这是从中国国家战略和中国人“天下观”的具体体现。所以，新疆域的系列讨论可以为我们解决问题提供更多的可能性和方案。
（整编：李念）
极地互动群在线语音回答
时间：5月7日晚7点30分到8点30分
中国第一艘国产破冰船已经在建造中
刘天：演讲中说到造价不菲的雪地车是德国制造。请问，目前南北极考察中，科考队使用的装备和穿着中有多少是中国制造，能否让民族品牌成就冰雪天地里的中国梦？
杨惠根：中国的极地考察装备当中，现在已有相当一部分是国产产品。比如个人装备中鞋子、冲锋衣、羽绒服等都是用国产的“探路者”。
根据国家政府采购的有关规定，中国极地探险用品，需要经过公开的招投标。欣慰的是，像“探路者”已在户外探险品牌中占据最大份额，他们也有志于研发中国极地考察队的个人装备。现在，不仅中国极地考察队使用，也向智利、巴西之外的国家探险队推荐。集体考察所用的工程装备，大部分也是用夏工、柳工等国产品。
非常重要的是，虽说中国此前没有造过破冰船，但是根据国务院的要求，新建的破冰船采取的就是“联合设计、国内建造”，经过招投标，江南船厂胜出。不久，中国将建造第一艘完全国产的极地科学破冰考察船。
当然，极地考察还有很多重大的装备，像在南极冰盖使用的雪地车，在南极飞行的固定翼飞机等，现在还无法实现国产化。
总体而言，极地考察不仅仅是一项公共事业，它的发展也将带动工程技术和装备的发展，为民族工业的发展作出应有的贡献。
在南极，科学家之间的国际合作强于其他领域
杨春蕾问：在南极领土主权冻结，科学家组织发挥更大作用，科学成果是否有归属，科学家之间是否有竞争关系，相互有所防备吗？如何开展国际合作？
杨惠根：南极主权冻结之后，《南极条约》倡导的就是国际的科学合作。就极地研究而言，分科学研究与技术研究。科学研究所产生的结果是增长知识，不存在产权问题。而极地的工程与技术装备领域，存在产权归属。但由于这些极地的装备与技术，不可能在其他地方广泛使用，所以在实践中，很多科学家之间采用合作方式。比如，中国南极昆仑站开展的深冰芯钻探系统，就是和日本的科学家合作，日本无偿分享了核心技术，而日本也是从丹麦开发的钻头中取得了关键技术。所以说在南极地区，科学与技术的合作氛围比其他领域更好。
北极建科考站更多是和主权国家合作展开
定风波、汪维辉问：南极和北极在建站和建基础设施方面有什么不同条件？
杨剑：极地科考站大部分建立在土地上。南极因为没有国家主权归属问题，所以各国在南极建站，主要依据“南极条约”。在北极建陆地站需要通过中国与北极国家的合作才可以设立，因为北极的陆地和岛屿都是北极的八个国家主权所有。依据中国北洋政府1925年签署的“斯皮尔根卑尔根条约”，在斯瓦尔巴群岛拥有建站的权利，我们的黄河站就是建立在那里。其余需要通过双边协商。比如中国和冰岛协商建立的中冰极光观测台。以后，我们还会和北极其他国家，如俄罗斯、加拿大、格陵兰、挪威等国，共建科考站。除了陆地科考站，随着技术的发展建立海上的流动的科考站也是一个发展趋势。南极和北极建立开展活动的基础设施也有所不同。根据“南极条约”，南极的活动主要用于科学和环境保护，而北极的人类活动就更加丰富多彩，有科学考察、航运，资源开发，捕鱼、军事安全、文化等方方面面，这些活动建立的设施就更加丰富，更加全面。
在南极建立的科考站，必须对各需求国开放
曹家骧问：在南极极点附近，有1957年创建的美国阿蒙森-斯科特科学考察站，我2015年最后一天在那里停留4个半小时。我国昆仑站是目前最靠近极点的科考站，即南纬80度25分01秒，但与南极极点还有1100多公里的距离。中国会在南极极点创建科考站吗？
杨惠根：依据“南极条约”，各国可以在南极建立科考站，但是对有需求的国家必须开放。所以，正常的情况下，对于已有科考站的点，其他国不会再建考察站，更多的是寻求国际合作。所以，中国不会在南极极点建站，其他国家也不会。
南极需要的工程有运输、土木工程、能源、通讯等
王勇问:昨天讲座中提到南极研究需要工程技术的投入，南极科研需要哪些工程技术的支持？
杨惠根：这是一个很大的问题，我试着从几个大的方面给予回答。
首先，对极地考察来说，应该解决极地运输问题。包括极地破冰科学考察船技术、南极内陆运输的雪地车技术、极地的各种工程装备、在极端环境下能够使用的代步工具，当然，对于一个极地考察的强国，还要有能够实现洲际飞行的航空器技术。
第二是极地的土木工程建设。中国在南极沿岸建立了两个科学考察站，需要能够承受南极暴风雪的建筑，以及站区的道路交通等等；内陆冰穹A地区建立了昆仑站，在伊丽莎白公主地建立了泰山站。它们是建立在南极冰盖上，所谓的冰盖，下面是冰，上面是雪，与常规基建都不同，虽然建了4个考察站，但在极地的建设还没有相应的标准和规范，很多工程的建设还在不断地摸索当中。
除此之外，适合在极地环境当中开展科学调查工作的各项装备也是非常特殊的。例如，要测昆仑站的气温，那温度计的低温测量范围必须至少低于-90°C以上。在极夜不能使用原子能，也没有太阳能，即便在冰穹A这个南极冰盖的最高点，也只有很微弱的风，在极地考察站解决能源问题是一个世界性的难题。纬度很高之后，大容量通信的卫星也将难以实现，通讯也是非常大的工程技术问题。
最重要的是，要保障我们考察队员的生命安全，这方面的相关技术跟航天一样，也是很大的系统的科学工程。不仅要保证科考队员的身体健康，还要保证心理健康。
南极的极夜对人的体能和心理都是极大的考验
沈亚红问：北极与南极的极昼，身体体能的反映是一样的还是有差异的?当在极昼下工作和生活，它的体能和体症与平时有什么不同?
杨惠根：所谓的极昼就是太阳一天24小时不落山。从这个意义上来说，南极和北极的极昼没有差别。当然，如我昨天所介绍，南极的极昼和北极的极昼温度差别会很大。比如南极的昆仑站，通常的平均气温在-40度，而长城站气温可以高达5度。在北极地区，由于大西洋暖流的作用，像黄河站在79度高纬，气温可以大于5度。
对身体体能来说，极昼期间，极地考察的工作者可以在户外从事各种各样的活动。身体疲劳之后拉上窗帘，能够得到正常的休息。困难最大的是极夜。在极夜，白天天是黑的，晚上也是黑的。所以，生物钟会逐渐混乱，有经验的考察站站长，就要想尽一切办法，保证考察队正常的作息。比如说严格的起床的时间和就寝时间。像南极点极夜一过就是整整半年。在长城站，严格意义上的极夜一天都没有，中山站则有两个月左右的极夜时间，所以越冬考察队员要经受住极夜的严峻考验，目前有医生，但没有心理医生。
极地人才的培养正在逐步多元化、多渠道
司露问：据悉，当前中国研究南极的工作人员、学生一共就600人左右，而北极的研究速度也远跟不上北极的变化速度。如何改变这样的现状？
杨剑:关于极地事业后续人才的培养，这是个很好很重要的问题。中国的极地事业的蓬勃发展必须靠雄厚的人才储备和技术储备。中国极地人才的储备在所有域外国家中还是发展最快的一部分。在过去，能投入到极地科考的船舶和站点的容量有限，限制了队伍的发展。以往国家对科考队员的选择大多是是通过不同的大学、研究机构独立的研究项目的申请，在综合考虑保障能力之后确定的。渠道相对比较单一。而极地科学是综合性非常高的科学，包含自然科学（天文、海洋、地质、生物、冰川、气候变化等）、技术等多学科研究，需要将国家各个领域和各个系统的资源统合起来。科考队员的另外一个组成部分就是技术和后勤保障人员，随着南北极基础设施、船舶、飞机等的增加，工程技术人员也需相应增加，能够参与到极地科考的研究队伍也会大幅增加。
告诉大家一个好消息，随着极地事业的发展，中国一些好的相关大学，如中国海洋大学、武汉大学、大连海事大学、厦门大学，都设立了极地相关专业来培养各层级的极地人才。在国家管理层面有个协调小组，可将各部委、各系统与极地相关的人才和资源进行有效整合。另外，我国每年的极地科学年会、以及中国发展研究会下属的极地分会都在发挥着建立学科网络和培养后继人才的角色，它可以吸引更多的有理想、有激情的年轻人加入到极地队伍中来。
（以上均由提问者本人梳理，李念整编）
精彩瞬间
沪上极地研究机构的学者代表、由作家、导演、戏剧家组成的艺术家队列和探险者被嘉宾带来的最新极地故事所吸引。
极地风光
南极的企鹅
上海国际问题研究院副院长杨剑是2016年32次科考队队员。
南极长城站
南极中山站
图片说明：
左一：赴南极科考年轻队员的英姿
右一：赴南极科考年轻女队员的灿烂笑容
右二：南极的日出
左二、右三：南极的企鹅
本组照片由上海国际问题研究院副院长杨剑
赴南极时拍摄
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现场拍摄|周文强，袁婧
微信编辑|袁圣艳
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