采訪/撰文/沈婷婷

中國冰區(qū)導(dǎo)航第一人
—— 訪國家海洋環(huán)境預(yù)報中心解思梅博士

采訪/撰文/沈婷婷

人物簡介：解思梅

中國第一位既到過南極又參加了首次北極科學(xué)考察的女科學(xué)家，日本筑波大學(xué)理學(xué)博士，曾任國家海洋環(huán)境預(yù)報中心極地研究室主任，研究員，博士生導(dǎo)師，享受國家特殊津貼。東北林業(yè)大學(xué)、中國海洋大學(xué)兼職教授和博士生導(dǎo)師。承擔(dān)南極和北極科學(xué)考察航線氣象預(yù)報和冰區(qū)導(dǎo)航，研究極冰與全球氣候變化，主持研制了船載氣象極軌衛(wèi)星的接收和應(yīng)用系統(tǒng)并長期應(yīng)用于南北極科考的氣象和冰區(qū)導(dǎo)航，建立了南極海冰立體監(jiān)測和預(yù)報應(yīng)用系統(tǒng)。獲國家級、部委級、司局級科技進步獎15次,其中9次是項目主持人。獲英國劍橋國際人物傳紀(jì)中心授予的20世紀(jì)國際杰出人物和杰出成就獎，獲英國皇家聯(lián)盟科學(xué)院榮譽院士等。

解思梅

我國極地科考事業(yè)是先從南極開始的，所以談北極科考還是要先從南極科考開始介紹。1987年，我國在南極建立第2個考察站——中山站時遇上了特大冰崩，險些船毀人亡。中山站位于東南極普利茲灣內(nèi)，每年都要經(jīng)過普利茲灣冰區(qū)才能抵達中山站，這里的冰情非常復(fù)雜。時任國家海洋局局長嚴(yán)宏謨給國家海洋環(huán)境預(yù)報中心下達了一項緊急任務(wù)：今后要做南極海冰預(yù)報。當(dāng)時，做南極海冰預(yù)報是一項非常困難的事。因為那時一無資料,二無設(shè)備,三無經(jīng)費,四無人才。我們從未到過南極，最困難的是我國與南極相隔數(shù)萬里，想隨時到現(xiàn)場觀測根本無法實現(xiàn)。最終，這個任務(wù)落在了我的肩上。我沒有去過南極，南極海冰是什么樣都不知道，何談預(yù)報。況且我暈船極度厲害，在大學(xué)實習(xí)期間曾經(jīng)歷了暈船的痛苦，畢業(yè)時便立誓不再坐船。但是在關(guān)鍵時刻，雖然我那時對南極一無所知，深知難度很大，還是毅然扛起了這一重任。

此時，我剛接到關(guān)于中日黑潮合作調(diào)查赴日本合作研究的通知。在日本，我得到了導(dǎo)師吉野正敏教授的鼎力相助。我在日本留學(xué)2年期間曾發(fā)表10篇論文，并在日本首次提出了El ni?o年臺風(fēng)少以及El ni?o事件與東亞氣候有著密切的關(guān)系等科研成果，所以在日本氣象界有著一定的影響力，得到了日本國立極地研究所和氣象廳的幫助。他們無償贈送了一批價值昂貴，用金錢都難以買到的極冰資料，即美國NOAA衛(wèi)星1973年開始觀測的南極和北極冰的所有資料以及日本在南極建站30年的所有氣象和海洋資料，并免費幫我直接用集裝箱船運回國。這就為預(yù)報打下了基礎(chǔ)。要做好預(yù)報，歷史資料是最重要的基礎(chǔ)。國家當(dāng)初派我們做訪問學(xué)者出國，是希望打下以后國際合作的基礎(chǔ)，起到橋梁作用。此次得到在日留學(xué)期間的導(dǎo)師和日本朋友傾力相助，我深受感動。

中山站全景

要做冰區(qū)導(dǎo)航研究必須在船上有大范圍的現(xiàn)場觀測手段，這只有船載極軌氣象衛(wèi)星的接收系統(tǒng)，接收到大范圍的高分辨率的衛(wèi)星云圖，才能夠分析出海冰的分布狀態(tài)，做出導(dǎo)航圖。當(dāng)時這項技術(shù)在國內(nèi)還是空白，引進美國設(shè)備又太過昂貴。為了解決這個問題，我?guī)ьI(lǐng)我的研究生鄒斌、陸軍和助手郝春江等人聯(lián)合航天部二院和川頁公司研制船載極軌衛(wèi)星接收應(yīng)用系統(tǒng)。從立項到研制，經(jīng)過一年的艱辛努力，親自帶領(lǐng)團隊隨第14次南極科考隊進行現(xiàn)場試驗獲得意想不到的成功。

途中過西風(fēng)帶時，我們的船遇到3個氣旋堵路。當(dāng)時海面環(huán)境極其惡劣，狂風(fēng)怒吼，白浪沖天，一直漫過十幾米高的桅桿，船搖擺度超達40度。此時我已因為暈船的強烈反應(yīng)無法起身，躺在有護欄的床上動彈不得。此時，船上美國的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)失靈了收不到警報了，日本的氣象傳真系統(tǒng)也失靈了收不到氣象傳真圖了，我們與外界失去了聯(lián)系。在那最危險的時刻，我們研制的衛(wèi)星接收系統(tǒng)穩(wěn)定地接收到了一張清晰的衛(wèi)星云圖，圖上顯示在我們前方有3個氣旋擋住了去路。我們在船上緊急會商，決定由原東南航向轉(zhuǎn)舵西南90度改變航向，躲開氣旋的正面襲擊，等它們東移后，我們再過西風(fēng)帶，避開了一場大災(zāi)難。

當(dāng)時我們的任務(wù)是一船三站，即先從上海出發(fā)向東南方向斜穿太平洋到達長城站，再從長城站出發(fā)，沿南極大陸邊緣繞過南大西洋到達俄羅斯青年站，幫他們拉設(shè)備，再繼續(xù)前進，進入南印度洋到達中山站。在出青年站海灣時我們的船又遇上了特大冰山擋住出口，按照俄羅斯派遣的導(dǎo)航專家和既定的航線，我們必須北上繞過冰山走低緯度的大緯度圈。而我根據(jù)衛(wèi)星接收系統(tǒng)收到的云圖判斷，在南極大陸和冰山之間的縫隙可以通過。船長接受了我推薦的從沒有人走過的新航線，航程縮短了600海里，提前4天到達中山站。正好趕上中山站難得吹西風(fēng)的好時機，將碼頭附近的浮冰吹走，我們可以用小艇卸貨。這大大節(jié)省了原計劃租用澳大利亞的飛機卸貨的昂貴租金，提前4天卸貨完畢。此時，正是大年除夕，若按原計劃此時正在租用澳大利亞的飛機開始卸貨，而我們提前4天完成了卸貨任務(wù)，準(zhǔn)備高高興興過大年。記得當(dāng)我決定由中山站上返回船上過年時，我乘坐在返回雪龍?zhí)柎男⊥?，聽到遠處的鑼鼓喧天，在船長的帶領(lǐng)下，船員們和隊員們高喊著“解老師回來了！解老師回來了！”這是我一生中最高興最難忘的時刻。

下圖：中山站位于東南極普利茲灣內(nèi)，每年都要經(jīng)過普利茲灣冰區(qū)才能抵達中山站，這里的冰情非常復(fù)雜

為解決冰區(qū)導(dǎo)航的現(xiàn)場實時預(yù)報和中長期的極冰預(yù)報，我們研制成功了船載氣象極軌衛(wèi)星接收系統(tǒng)，還建立了兩站的衛(wèi)星接收系統(tǒng)和海洋環(huán)境預(yù)報中心的衛(wèi)星接收培訓(xùn)系統(tǒng)，建立了南極海冰的立體監(jiān)測系統(tǒng)和預(yù)報應(yīng)用系統(tǒng)，解決了我國南極和北極考察船的冰區(qū)導(dǎo)航的難題。這兩項都獲得了國家海洋局和國家科技進步獎。上海東方電視臺為此制作了2部電視紀(jì)錄片《雪龍船裝上了千里眼》和《千里眼的眼中情》，在中央4臺對國內(nèi)外正式播放，我的導(dǎo)師在日本看到了我成功的報導(dǎo)還特意為此來華祝賀。

1999年，我又承擔(dān)了中國首次北極科學(xué)考察航線的氣象和冰區(qū)的現(xiàn)場實時的導(dǎo)航任務(wù)，多次做出及時準(zhǔn)確的導(dǎo)航預(yù)報，使雪龍船順利脫險。船載極軌衛(wèi)星接收應(yīng)用系統(tǒng)不但能夠接收極軌高分辨衛(wèi)星云圖，而且具備抗12級以上大風(fēng)的能力。更重要的是，船在狂風(fēng)劇烈搖擺和在冰區(qū)中破冰強振動的情況下，具有自我保護能力，有抗雷達等強磁場信號的自我保護能力。即使船在運動中不斷地改變位置、方向和搖擺的狀態(tài)下，這套系統(tǒng)也可以準(zhǔn)確地跟蹤和捕捉到衛(wèi)星信號。

北極地區(qū)最獨特的氣象災(zāi)害是海霧，北冰洋海霧預(yù)報一直都是個大難題。海霧分3種,有平流霧、輻射霧、蒸汽霧。平流霧大家常見，是暖濕空氣移到較冷的陸地或水面時，因下部冷卻而形成的霧。輻射霧是由于太陽輻射冷卻使近地層水汽凝結(jié)而形成的霧。唯有北冰洋的蒸汽霧很少有人現(xiàn)場觀察其形成的過程和原因。在北極經(jīng)常需要直升飛機執(zhí)行任務(wù)，直升機最怕的是海霧，北極的蒸汽霧是最難預(yù)報的。因為這種海霧來的特別快，剛剛是晴空萬里，瞬間就變的濃霧籠罩，好像這霧是從腳底下冒出來的，就像是突然揭開了燒開水的鍋蓋，能見度極差，對直升飛機起降影響非常大。

平流霧大家常見，是暖濕空氣移到較冷的陸地或水面時，因下部冷卻而形成的霧。輻射霧是由于太陽輻射冷卻使近地層水汽凝結(jié)而形成的霧。唯有北冰洋的蒸汽霧很少有人現(xiàn)場觀察其形成的過程和原因。

解思梅博士在北極與加拿大華人代表團聯(lián)歡簽龍旗

解思梅博士在北冰洋觀看游泳

一次我乘坐直升飛機到冰蓋上去考察，回來時就遇上了這種情況，飛機根本找不到雪龍船上的甲板降落，幸虧駕駛員技藝高超和地面指揮的共同努力才平安降落。這次在北極現(xiàn)場觀測了蒸氣霧發(fā)生發(fā)展的全過程和發(fā)生海域的特點，找到了蒸氣霧的成因和多發(fā)海域研究其形成的物理機制。蒸氣霧多發(fā)生在冷空氣剛剛下來流經(jīng)3～6成冰的冰水混合的海域上。因為，此時冷空氣溫度低，而在這種冰水混合的海域上，海水溫度遠高于大氣溫度，水汽通過冰縫冒上來遇上低溫的冷空氣迅速凝結(jié)形成蒸汽霧，此霧形成的特別快，瞬間整個海域就變成了茫茫的霧海。我們計算了一次海霧過程，即1999年8月21～22日，海洋通過感熱和潛熱的方式向大氣傳播的能量，在3～6成冰的海域面積若為50萬平方千米，通過感熱和潛熱的方式向大氣傳播了33億千瓦的能量通過這次科學(xué)考察成功我們?yōu)榭瓶缄犔峁┝?00多幅清晰的衛(wèi)星云圖、冰圖，為冰區(qū)導(dǎo)航順利完成北極考察任務(wù)做出了關(guān)鍵性的貢獻。首次用小艇進行了冰外緣帶的冰—氣—海綜合觀測， 獲取了約8000兆的氣象和海冰的衛(wèi)星資料，制作了數(shù)百張衛(wèi)星冰圖和云圖，為北極氣象和海冰及其對全球氣候的進一步研究奠定了基礎(chǔ)。（責(zé)編：金希）地解決了北冰洋海霧的實時預(yù)報難題，為直升機安全飛行起到了重要作用。觀測并解釋了北極海霧的特點及其發(fā)生發(fā)展的物理機制。

解思梅博士在中山站

這次赴北極考察通過現(xiàn)場連續(xù)接收的衛(wèi)星云圖，跟蹤了海冰的漂移方向和速度，從而對北冰洋的洋流和流速也得到了進一步了解，為進一步研究北冰洋的洋流及其對全球氣候的影響打下了堅實基礎(chǔ)。

下圖：在北極經(jīng)常需要直升飛機執(zhí)行任務(wù)，直升機最怕的是海霧，北極的蒸汽霧是最難預(yù)報的。