● 文|北京師范大學全球變化與地球系統(tǒng)科學研究院 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|北京師范大學全球變化與地球系統(tǒng)科學研究院 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（Akademik Shokalskiy，船舶代碼：UBNF）科學考察船在南極默茨冰川（Mertz Glacier）西側的阿德利洼地（Adelie Depression）海域受暴風雪影響被困浮冰區(qū)，無法自行脫困，發(fā)出國際求救信號。12月25日，中國第30次南極科學考察隊極地科學考察船雪龍?zhí)枺╔ue Long，船舶代碼：BNSK）在接到求救信號后前往救援，于12月27日到達被困的俄羅斯船只所在海域實施救援。2014年1月2日，雪龍?zhí)柪弥鄙龣C成功將俄被困船舶的52名乘客轉移到在浮冰外緣等待的澳大利亞科考船“南極光”號。完成救援后，雪龍?zhí)枩蕚涑冯x時，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，北京師范大學全球變化與地球系統(tǒng)科學研究院的極地遙感團隊收集了大量的衛(wèi)星遙感影像，為雪龍?zhí)柮摾峁┝俗顪蚀_及時的信息服務和決策支撐。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”號于2013年12月24日被困，被困時事發(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入沒有問題，但在幾日后天氣狀況惡化時，這些浮冰成為圍困俄船的“罪魁禍首”。

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)星雷達影像上看（見圖2），雪龍?zhí)栐诿芗母”衅D難靠近俄船，但強勁的東風已經(jīng)將海面的碎浮冰聚集過來，將兩船重重包圍，動彈不得。此時雪龍?zhí)柧嚯x最近的清水區(qū)距離約20km。

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

>> 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直升機將俄船52名乘客分7個架次救出，但此時雪龍?zhí)栍捎诤１鶉б央y以撤離，宣布被困。與12月20日時相比，可以發(fā)現(xiàn)由于風向和潮汐等原因，之前零散的碎海冰大量聚集，在雪龍?zhí)柡投泶臇|側形成了厚實的密集浮冰區(qū)，阻擋了雪龍?zhí)栠M一步接近救援俄船或撤離的路線。這也是雪龍?zhí)枦Q定派出直升機實施救援的主要原因。

2014年1月3日，浮冰帶東側沒有更多的海冰聚集過來，但浮冰區(qū)被進一步壓實，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|南側的大冰山在一天之內(nèi)快速移動至雪龍?zhí)柕恼?，不再對雪龍?zhí)栂驏|突圍造成威脅。

>>圖4 2014年1月3日 RadarSat-2 雷達影像

>> 圖5 2014年1月高分辨率雷達影像

2014年1月5日，冰區(qū)外緣線進一步后退，并且在東側浮冰的表面出現(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)沒有想象的那么堅實。

>> 圖6 2014年1月6日 RadarSat-2 雷達影像

2014年1月6日，盛行了數(shù)日的東南風減弱，浮冰開始分離擴散，浮冰的厚實程度開始降低（見圖6）。而從1月7日凌晨開始，風向轉為西風。西風將使臨時聚集起來的海冰進一步分散，幫助雪龍?zhí)柾粐?/p>

2014年1月7日，期盼已久的西風到來，浮冰區(qū)發(fā)生了快速擴散和裂解，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?時到中午13時之間的近10個小時內(nèi)，雪龍?zhí)栔黄D難前進了很短的距離，擴大了周邊的活動范圍（見圖7）。7日下午14時，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，因此建議其向東側突圍。17時，雪龍?zhí)柍晒φ{(diào)轉船頭，朝向東南方向突圍，僅用時不到一個小時即離開浮冰區(qū)，駛入清水區(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)星遙感具有實時、動態(tài)、大范圍的觀測優(yōu)勢，在自然條件十分惡劣的極地區(qū)域，遙感是監(jiān)測海冰變化的最佳技術手段。極地氣象和水文環(huán)境多變，海冰情況變化復雜，及時準確的衛(wèi)星遙感圖像將為南北極海域行船提供精確的導航服務。同時，本次衛(wèi)星遙感幫助雪龍?zhí)柾粐?，也體現(xiàn)出衛(wèi)星遙感技術在重大突發(fā)事件應急處置中具有不可取代的地位。