● 文|北京師范大學(xué)全球變化與地球系統(tǒng)科學(xué)研究院 趙天成 惠鳳鳴 程曉 姜天宇

圖解“雪龍”：南極脫困與救援之路

● 文|北京師范大學(xué)全球變化與地球系統(tǒng)科學(xué)研究院 趙天成 惠鳳鳴 程曉 姜天宇

2013年12月24日，俄羅斯“紹卡利斯基院士”號(hào)（Akademik Shokalskiy，船舶代碼：UBNF）科學(xué)考察船在南極默茨冰川（Mertz Glacier）西側(cè)的阿德利洼地（Adelie Depression）海域受暴風(fēng)雪影響被困浮冰區(qū)，無法自行脫困，發(fā)出國際求救信號(hào)。12月25日，中國第30次南極科學(xué)考察隊(duì)極地科學(xué)考察船雪龍?zhí)枺╔ue Long，船舶代碼：BNSK）在接到求救信號(hào)后前往救援，于12月27日到達(dá)被困的俄羅斯船只所在海域?qū)嵤┚仍?014年1月2日，雪龍?zhí)柪弥鄙龣C(jī)成功將俄被困船舶的52名乘客轉(zhuǎn)移到在浮冰外緣等待的澳大利亞科考船“南極光”號(hào)。完成救援后，雪龍?zhí)枩?zhǔn)備撤離時(shí)，被困密集浮冰區(qū)。經(jīng)過5日的等待與嘗試，雪龍?zhí)栍?月7日自行成功突圍。

在這期間，北京師范大學(xué)全球變化與地球系統(tǒng)科學(xué)研究院的極地遙感團(tuán)隊(duì)收集了大量的衛(wèi)星遙感影像，為雪龍?zhí)柮摾峁┝俗顪?zhǔn)確及時(shí)的信息服務(wù)和決策支撐。這些影像也清晰地記錄了雪龍?zhí)柧仍?被困-脫困的全過程。

>> 圖1 2013年12月20日中分辨率成像光譜儀（MODIS）可見光影像

俄羅斯“紹卡利斯基院士”號(hào)于2013年12月24日被困，被困時(shí)事發(fā)海域天氣情況極差，云層很厚，2013年12月21日至2014年1月1日連續(xù)11天的可見光波段的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)均無法使用。從12月20日的衛(wèi)星圖像上可以看出（見圖1），事發(fā)前附近海域東部的碎浮冰較多。雖然有抗冰能力的船只駛?cè)霙]有問題，但在幾日后天氣狀況惡化時(shí)，這些浮冰成為圍困俄船的“罪魁禍?zhǔn)住薄?/p>

2014年1月1日，事發(fā)海域上空的天氣系統(tǒng)即將散去，從衛(wèi)星雷達(dá)影像上看（見圖2），雪龍?zhí)栐诿芗母”衅D難靠近俄船，但強(qiáng)勁的東風(fēng)已經(jīng)將海面的碎浮冰聚集過來，將兩船重重包圍，動(dòng)彈不得。此時(shí)雪龍?zhí)柧嚯x最近的清水區(qū)距離約20km。

>> 圖2 2014年1月1日雷達(dá)衛(wèi)星（RadarSat-2） 雷達(dá)影像

>> 圖3 2014年1月2日 MODIS可見光影像

2014年1月2日，事發(fā)海域上空的天氣系統(tǒng)完全散去，出現(xiàn)了難得的晴天。雪龍?zhí)柪么d的卡-32直升機(jī)將俄船52名乘客分7個(gè)架次救出，但此時(shí)雪龍?zhí)栍捎诤１鶉б央y以撤離，宣布被困。與12月20日時(shí)相比，可以發(fā)現(xiàn)由于風(fēng)向和潮汐等原因，之前零散的碎海冰大量聚集，在雪龍?zhí)柡投泶臇|側(cè)形成了厚實(shí)的密集浮冰區(qū)，阻擋了雪龍?zhí)栠M(jìn)一步接近救援俄船或撤離的路線。這也是雪龍?zhí)枦Q定派出直升機(jī)實(shí)施救援的主要原因。

2014年1月3日，浮冰帶東側(cè)沒有更多的海冰聚集過來，但浮冰區(qū)被進(jìn)一步壓實(shí)，雪龍?zhí)柵c最近清水區(qū)的距離縮小，但突圍難度更大。潮汐作用使得浮冰帶中的原先位于雪龍?zhí)枛|南側(cè)的大冰山在一天之內(nèi)快速移動(dòng)至雪龍?zhí)柕恼?，不再?duì)雪龍?zhí)栂驏|突圍造成威脅。

>>圖4 2014年1月3日 RadarSat-2 雷達(dá)影像

>> 圖5 2014年1月高分辨率雷達(dá)影像

2014年1月5日，冰區(qū)外緣線進(jìn)一步后退，并且在東側(cè)浮冰的表面出現(xiàn)了大量的小水塘，說明此處的海冰已經(jīng)開始向北漂散且開始融化，雪龍?zhí)柾粐臋C(jī)遇即將到來（見圖5）。

而快速漂流的大冰山已經(jīng)繞過雪龍?zhí)枺饾u向北遠(yuǎn)離。冰山能在冰區(qū)內(nèi)快速漂流，說明這部分冰區(qū)沒有想象的那么堅(jiān)實(shí)。

>> 圖6 2014年1月6日 RadarSat-2 雷達(dá)影像

2014年1月6日，盛行了數(shù)日的東南風(fēng)減弱，浮冰開始分離擴(kuò)散，浮冰的厚實(shí)程度開始降低（見圖6）。而從1月7日凌晨開始，風(fēng)向轉(zhuǎn)為西風(fēng)。西風(fēng)將使臨時(shí)聚集起來的海冰進(jìn)一步分散，幫助雪龍?zhí)柾粐?/p>

2014年1月7日，期盼已久的西風(fēng)到來，浮冰區(qū)發(fā)生了快速擴(kuò)散和裂解，雪龍?zhí)栭_始突圍。然而由于雪龍?zhí)柕拇^指向西北，與浮冰薄弱的方向正好反向，加上雪龍?zhí)栔荒芮跋蚱票?，因此從凌?時(shí)到中午13時(shí)之間的近10個(gè)小時(shí)內(nèi)，雪龍?zhí)栔黄D難前進(jìn)了很短的距離，擴(kuò)大了周邊的活動(dòng)范圍（見圖7）。7日下午14時(shí)，最新的遙感影像顯示，雪龍?zhí)枛|南方向出現(xiàn)了大片清水區(qū)，海冰較為薄弱，因此建議其向東側(cè)突圍。17時(shí)，雪龍?zhí)柍晒φ{(diào)轉(zhuǎn)船頭，朝向東南方向突圍，僅用時(shí)不到一個(gè)小時(shí)即離開浮冰區(qū)，駛?cè)肭逅畢^(qū)。

>> 圖7 2014年1月7日 MODIS可見光影像

從雪龍?zhí)柧仍?被困-突圍的過程可以看出，衛(wèi)星遙感具有實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、大范圍的觀測(cè)優(yōu)勢(shì)，在自然條件十分惡劣的極地區(qū)域，遙感是監(jiān)測(cè)海冰變化的最佳技術(shù)手段。極地氣象和水文環(huán)境多變，海冰情況變化復(fù)雜，及時(shí)準(zhǔn)確的衛(wèi)星遙感圖像將為南北極海域行船提供精確的導(dǎo)航服務(wù)。同時(shí)，本次衛(wèi)星遙感幫助雪龍?zhí)柾粐搀w現(xiàn)出衛(wèi)星遙感技術(shù)在重大突發(fā)事件應(yīng)急處置中具有不可取代的地位。