“这是同一天采集的海冰厚度吗？”“导一份最新数据给我”……最近配资乐，中山大学遥感科学与技术学院的实验室里，师生们正忙着处理从北冰洋带回的第一手科考资料。
日前，我国高校首艘、国内第三艘具备极地科考能力的破冰船——“中山大学极地”号圆满完成第二次北冰洋科学考察任务，返航广州。
本次考察由自然资源部批准、中山大学牵头组织，来自全国13所高校和科研院所共38名师生跟随航次。
在考察中引入“硬核”装备
“每个单位的团队都带着各自的科研任务北上，但在北极科考过程中，大家是围绕同一个科学问题和科考目标的有机整体。”航次首席科学家、中山大学遥感科学与技术学院副院长王天星介绍，这支科考队联合完成了北冰洋“气—冰—海”环境立体综合观测试验以及冰站、大洋站位调查。
他透露，初步发现，冰下中小尺度海洋过程加剧了垂向物质与能量交换，与海冰减少共同促进中央区上层海洋生态系统的发展，这为深入理解北冰洋“气—冰—海”相互作用和环境变化机理提供了重要科学支撑。
此次科考中，“中山大学极地”号带上了不少“硬核武器”，通过智能化操作，高效完成在北冰洋中央区的“空—天—冰—海—潜”综合观测试验。
机器狗拖曳冰雷达进行自动测线。李博供图
“我们尝试让机器狗拖曳冰雷达进行自动测线。”中山大学博士生李博说，机器狗在复杂冰面上表现稳定、响应灵敏，使人力负担减轻，数据采集的精度也提高了。
在机器狗的协助下，李博与队员们高效完成了共5.9公里的雷达测线，收获高质量的第一手海冰厚度数据，这些数据将为理解北极海冰的快速变化提供重要参考。
与此同时，由南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）资助，中山大学遥感科学与技术学院、海洋科学学院联合兄弟单位自主研发的“极蛙”双运动模式水下机器人（下称“‘极蛙’AUV”），同样大显身手。
博士生李毅博、李博组织“极蛙”无人潜器试验。
中山大学教授陈卓奇表示，“极蛙”AUV具备水下巡游和爬行两种运动模式，搭载多类型传感与成像设备，在极地环境中表现稳定，此次成功完成冰区下潜任务，实现了对冰下水文环境与冰体形貌的综合调查。
值得一提的是，执行该任务的4名队员均为在读博士生，他们全程参与设备调试、布放操作和数据处理等，积累了宝贵的极地作业与工程实践经验。
“本次任务不仅圆满完成了科考目标，更锻炼了青年科研人员的实践能力。”王天星说。
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计划赶不上变化是常态
今年7月，“中山大学极地”号从南沙港出发，航行20多天后进入北极圈，而后在北极作业一个月，总航程历经76天、11852海里。
“虽然回到陆地上，还感觉在晃。”中山大学副教授叶玉芳说，有些队员是第一次在海上“漂”，起初晕船“晕得饭都吃不下”。然而，这仅是“最小挑战”，极地环境的不确定性才是真正的考验。
“冰情时刻在变，有时提前选好了观测点，到了实地就发现已经不适合了。”王天星回忆，极地天气多变，大风大雾时常打乱工作计划，使队员们只能不断调整作业方案。
中国海洋大学博士生王雅文对此也感受深刻。“在第5个冰站，我们发现海冰厚度达1.8米，因此不得不先使用1.2米的冰钻穿透，再接上延长杆继续作业，非常耗时。”她说，仅钻孔环节就花了整整40分钟。
考察队员做大载重长航时无人机起飞前的准备。
计划赶不上变化是常态，这对科考队员的专业水平和应变能力有极高要求。
在开展冰雷达海冰厚度探测时，李博负责冰面雷达测线的布设与数据采集工作。作为此次科考队中唯一“有经验”的学生，他仍倍感压力。
“这是我第二次在北极开展海冰现场调查，但冰情与之前大不相同。”李博发现，海冰表面融池的比例显著增加，几乎随处可见大大小小的融池，有些还被积雪覆盖，肉眼极难分辨。一旦有队员踩入融池，冰面被踩塌，不仅测量中断，还有人身安全风险。
怎么办？有科考经验的教师们给李博想了一些“招数”，建议他使用探冰杆等辅助工具，在行进前先探测前方冰层的承重能力，若发现下方是空腔或融池，应立即调整测线路径。在靠近融池边缘作业时，队员们也系上了安全绳，确保一旦发生意外能迅速获得救援。
在大连理工大学教授卢鹏看来，现场解决问题的能力至关重要。他留意到，有一次，测量冰厚度的设备无法安装，李博便不断想办法、多次尝试，最终找到新方案完成了数据采集。
考察队员使用光谱辐射计测量海冰反射特性。
“真实的现场科考和课堂理论讲授完全不同。”王天星说，尽管行前做足准备，现场仍会出现各种意外，极大锻炼了学生的思考能力和解决问题的能力。
对于教师而言，科考的经历也能反馈到教学中。
在叶玉芳的《海冰物理遥感》课上，她向学生展示和讲解积累的科考现场素材。“结合我的实际经历、直观感受，能让课堂变得生动，学生们更感兴趣，对知识点的理解也更深了。”她说。
在冰上边科考边直播
“我们需要摘下保暖手套、换上无菌手套，但由于太冷了，手指关节难以弯曲，我们得先搓手取暖，待关节稍微放松，再继续进行采样。”在白茫茫的北极冰原上，王雅文对着镜头，详细讲解着冰站融池水样采取过程中的无菌操作步骤。
穿过镜头，屏幕的另一边是中山大学遥感科学与技术学院的本科新生们。这是一场跨越山海的极地科考直播课，由参航师生组成课程团队，为新生开展教学。
博士生王晓宇、王雅文、史敬文布放冰基海洋浮标。
“这是我国北极科考史上首次面向在校学生开设的冰上、船上联动直播课程。”王天星介绍，为实现这场特殊的“云端授课”，团队在执行科考任务的同时，结合作业现场特点，并考虑本科生学习需求，安排了冰站冰芯采样观测、积雪观测以及无人机作业、无人潜器作业等作为授课内容。
筹备期间，课程团队不断迭代教学脚本，将专业科考内容转化为新生可理解的教学语言，并反复测试与岸上联通的通信设备，制定了多套信号保障方案。
采集冰芯。
不过，极端低温、突发暴风雪等恶劣天气给课程推进带来了不小的挑战。科考队为此想了不少办法：给设备加装保温套，还准备了备用电源；凭借丰富的极地经验，实时评估冰面安全，迅速选定新的观测区域……
最终，这场在冰天雪地里“边走边讲”的直播课顺利进行，将北极科考的真实场景和科学原理生动呈现在大洋彼岸的新生眼前。
开展海冰积雪测量。
直播课现场，新生们十分兴奋，踊跃提问。不少人对其中一个问题印象深刻：“为什么卫星可以拍到北极，我们还要去北极科考？”
“卫星和现场科考都是认识极地的重要手段，任何单一手段都有它的局限性。”王天星笑着说，卫星观测范围较大但需要地面真实性检验，现场科考虽然可以获得地表观测数据的“真值”，但科考范围较有限，“二者缺一不可，多手段结合才有可能把极地了解清楚”。
“极地研究是多学科、跨领域、国际化的。”中山大学极地研究中心主任程晓表示，2023年起，中山大学筹划实施极地追冰（FACE）国际大科学计划，拟在10年间开展系列航次，全面加深对北冰洋新常态环境的快速变化认知。
船舶靠岸，但探索远未结束。目前，科考队马不停蹄，正在全面梳理和分析来自北极的宝贵数据，启动新一轮科研攻关。
文字：南方+记者 姚昱旸
视频：南方+记者 卢逸轩 姚昱旸
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