从极地档案看中国极地考察的历史与发展.pdf

业务交流BUSINESS COMMUNICATION天地2023 年第 7 期56一、引言1980 年 1 月，两名来自中国的科学家通过加入澳大利亚南极科考队首次踏上南极大陆，成为了中国南极考察的先行者；1984 年 10 月，中国首次派出国家南极考察队前往南极，并于次年 2 月在南极的乔治王岛上建成了中国第一个南极考察站长城站，自此正式拉开了中国南极考察的序幕；随后我国在南极又相继建立了中山站、昆仑站和泰山站，同时随着“雪龙”号、“雪龙 2”号极地科学考察破冰船及“雪鹰601”固定翼飞机的投入使用，我国逐步在南极打开了科学考察的新局面，建立了海、陆、空三位一体的南极考察体系，后勤保障体系的日益完善也为极地科学考察的深入和开展打下了坚实的基础。除开展自身的科学调查以外，我国还积极参与国际南极考察事务，为南极科考开拓视野，紧跟国际前沿动态，学习国外先进的科技和理论，以更好地指导我国极地考察事业。在我国开展极地考察的 40 多年时间里留存了大量的档案，从档案中能看到我国极地考察的发展历程，也能看到我国的极地研究是如何一步步从初步探索走向深入研究。二、初探南极人类探索南极的历史可以追溯到 18 世纪中叶。早在 1772 年，英国探险家詹姆斯库克船长开始了对南方未知大陆的探险之旅；1821 年俄国航海家别林斯高晋率领船队首次环南极航行；1990 年爱尔兰的欧内斯特沙克尔顿发现南磁极；1991 年来自挪威的探险家阿蒙森和来自英国的探险家斯科特先后到达南极点，这些事件标志着人类已经进入南极的探险时代。与欧美发达国家相比，中国的南极考察起步非常晚。20 世纪 50 年代，中国著名气象学家、地理学家竺可桢等一批科学家先后提出开展极地研究的建议。1964 年国家海洋局成立，极地考察工作是当时海洋局工作中的一项重要内容1。直至 1980 年 1 月，中国派出两位科学家通过参加澳大利亚南极考察队，才第一次登上南极大陆。至此，拉开了中国南极考察的序幕。1980 年以前，我国从未进行过南极考察，对南极的了解仅限于国外的一些资料。1980 年首次南极考察，参加本次考察的两位科学家分别是来自国家海洋局的董兆乾和来自中国科学院的张青松。从我馆馆藏的董兆乾移交的档案中可以看出，在本次考察出发前两位科学家做了尽可能充分的调研，从各方面了解南极考察的历史、目前已开展的科学调查、现役极地考察船及其他考察装备、南极有关的地理地貌和生物概况、南极考察的后勤保障及安全等知识。又因为本次是参加澳大利亚南极局组织的考察队，因而又专门对澳大利亚的考察站、考察方向和考察体系做了特别王心怡从极地档案看中国极地考察的历史与发展业务交流BUSINESS COMMUNICATION天地2023 年第 7 期57的了解。从档案中可以看出，当时有组织的国际考察已进行过三次，即国际极地年（International Polar Year，简称“IPY”）。国际极地年是南北极考察活动中一项重要的活动，约 50 年举办一次。18821883 年为第一次国际极地年，由国际气象组织发起，期间共有12 个国家 15 支考察队（13 个北极考察队和 2 个南极考察队）开展以极地地球物理学为重点的南北极考察，此次活动将极地考察从探险活动带入了科学考察时代，同时标志着极地考察开始走向国际合作时代2。19321933 年为第二次国际极地年，由国际气象组织发起，共有40个国家参加，目的是调查新发现的“激流”对全球的影响，在气象学、电磁学和大气科学等方面取得了丰硕的成果2。19571958 为第三次国际极地年暨国际地球物理年，由于第二次世界大战后科学技术的飞速发展，原定的 50 年间隔期缩短了一半3，本次极地年由国际科联（ICSU）和世界气象组织（WMO）共同发起，共有 67 个国家参与。期间有多个国家在南极建立了考察站，运用火箭和卫星等当时的新技术3进行了以高空大气、地球物理为主的多学科研究，同时也为 1959 年南极条约的签订奠定了政治基础2。跟随着澳大利亚考察队，两位中国科学家首先要做的就是认识南极，从最基本的地质地貌、气候条件、海洋、生物及生态环境等开始了解。一方面这些学科是南极科考最基础的学科，是揭开南极真面目的那层“神秘面纱”；另一方面，也是为将来我们国家能够自己组队前往南极提前积累资料。中国远离南极大陆，要想去往南极只能依靠海上航行，越丰富详细的海洋、水文、气象、地质等资料，越能帮助国家制定合理的考察计划和航行方案，从而尽可能顺利地到达南极。后勤保障也是南极考察活动中极其重要的一项工作，为了能够顺利地开展科学调查活动，科考队员的衣食住行、科研设备的配备等缺一不可，我们需要向澳大利亚考察队学习当下成熟的考察队管理模式和保障体系。当时我国科学家跟随澳考察队完成了为期47 天的南极大陆考察访问，其中在澳大利亚凯西站（Casey Station）考察了 34 天（1980 年 1 月 14 日至2 月 17 日）。凯西站实行站长责任制，在站长的管辖下共设 7 个工作部门，分别是：建筑、机械、电气、气象、科学、无线电通讯和勤务（即现在的后勤部门），其中科学部又主要细分为气象学、冰川学、地球物理学、高空大气物理学、宇宙射线物理学、潮汐学和医学 7 个专业。各个部门之间协同合作，既能保证科学研究的正常开展，也在后勤和通讯方面提供了坚实的保障，使得整个考察站以高效的方式在运转。这个管理模式后来也为我国组建考察队提供了有效的思路，我们吸收采纳并进一步优化其管理模式，使我国的南极考察体系得以快速建立。在初探南极报告中提到，本次考察依托凯西站完成了地质、地貌、冰川、海洋及生物等方面的野外考察，采集了一批样品，获得了宝贵的第一手资料4。除科研活动外，还深入了解了凯西站的站区建设和主要设施，尤其对建筑主体、功能布局划分和水电通讯做了详细了解。同时还对澳大利亚另外三个考察站莫森站、戴维斯站和马阔里站（该站为亚南极站）做了初步了解（未实际到达），澳大利亚的这三个考察站观测的内容与凯西站大体相近，但又各有侧重：莫森站侧重海冰、电离层物理和宇宙射线物理的研究；戴维斯站的研究重点是生物学；马阔里站重点在高空大气物理和陆、海生物研究，同时它也是四个站图 1 1980 年首赴南极澳大利亚凯西站气象预报（每月）业务交流BUSINESS COMMUNICATION天地2023 年第 7 期58中唯一进行臭氧观测的考察站。除澳大利亚站外，在考察途中还访问了美国的麦克默多站、新西兰的斯科特站和法国的迪迪尔维尔站，对每个站的常规观测项目、科研重点、站区建设、人员组成、保障体系等都做了尽可能充分的了解。这次随澳考察对我国后来的南极考察开展具有重要的意义：（1）对南极大陆进行实地考察，掌握了气象、海洋、生物、地质等第一手现场资料，为后来我国南极考察打下了基础；（2）通过对外国考察站的访问，了解到建造一个功能完善的考察站需要大量的资金支持，以及由于当时我国缺乏冰区航海经验和尚无经得起浮冰碰撞的加固船只，提出短时间内我国还不能独立完成一次南极考察，需要技术、经验和资金的积累和学习；（3）通过这次考察，我国与澳大利亚政府达成了良好的交流合作关系，未来还应尽可能多地争取更多国家的国际支持，使我国能逐步融入国际交流体系中；（4）我国需要加入南极条约和南极科学考察委员会（SCAR）等重要国际组织，这对我国未来开展南极考察具有重要意义；（5）由于当时南极条约的有效期至 1991 年，因此明确提出我国需要在1991年以前在南极建成常年观测站，以便应对未来的变局，更要在此之前做好充分的准备。我国于 1981 年 5 月 11 日，由国务院批准成立了国家南极考察委员会，逐步构建南极考察管理体系。三、起步阶段（一）南极条约的加入及其对我国极地考察发展的影响以南极条约为核心构建的南极条约体系（Antarctic Treaty System，ATS）是国际南极治理的主要制度体系。第二次世界大战结束后，之前进行过南极活动的国家再次重返南极，并围绕着南极主权领土问题展开了争夺5。随着第三次国际极地年暨国际地球物理年的开展，各个国家对南极探索的深入和潜在资源的发现，使得南极主权问题更加尖锐复杂6，各国都在争取对自己国家更为有利的条件，在当时错综复杂的国际政治背景下，1948 年美国提出了两个方案：一是提议由新成立的联合国及其托管理事会托管南极；二是由美国和七个领土主权声索国共管5。但最终两个方案都未能得到有效回应，南极的治理问题依旧严峻。为了应对这种情况，1959 年 12 月 1 日诞生了由 12 个国家签署的南极条约，它们分别是阿根廷、澳大利亚、智利、挪威、新西兰、法国、日本、比利时、南非、英国、美国和苏联，这 12 个国家即南极条约的原始缔约国。该条约于 1959 年 12 月1日在美国华盛顿签署，1961年6月23日正式生效6，标志着南极国际治理的开始7。根据南极条约第一条第一款和第四条可以看出，其最大的意义在于搁置了主权领土问题，限制了各国在南极的活动5，但未能从根本上解决南极主权问题。除南极条约外，南极条约体系还包括其他一些国际公约，如南极海豹养护公约（1972 年）、南极海洋生物资源养护公约（1980 年）、关于环境保护的南极条约议定书（以下简称“环境议定书”）及其附件（1991 年）等8。其中最重要的是环境议定书，它冻结了南极矿产资源的开发，将环境保护提到了南极活动的核心地位9。1983 年 6 月 8 日中国政府向美国政府交存加入书，加入南极条约体系，成为南极条约的缔约国，但南极条约中第九条第二款有规定，即“任何根据第十三条而加入本条约的缔约国当其在南极进行例如建立科学站或派遣科学考察队的具体的科学研究活动而对南极表示兴趣时，有权委派代表参加本条第一款中提到的会议。”这里“任何根据第十三条而加入本条约的缔约国”指的是非 1959 年签署南极条约的原始缔约国，而是“联合国任何会员国，或经其代表有权参加本条约第九条所规定的会议的所有缔约国同意邀请加入本条约的其他国家”，我国即属于这一类后加入的缔约国。而“本条第一款中提到的会议”指的则是“本条约生效之日后两个月内在堪培拉城开会，以后并在合适的期间和地点开会，以便交换情报、共同协商有关南极的共同利益问题，并阐述、考虑以及向本国政府建议旨在促进本条约的原则和宗旨的措施，”，即后来的南极条约协商会议（以下简称“协商会议”）。业务交流BUSINESS COMMUNICATION天地2023 年第 7 期59上述南极条约的有关条款，将南极条约的缔约国分成了两类。一类是原始缔约国和在南极 开 展 了 实 质性的科学考察活动，并经协商会议讨论同意加入的缔约国；另一类则是其他的一般缔约国。前者在协商会议上具有表决权、决策权等实质性权利，能够共同参与协商南极的各类事务，称之为南极条约协商国；后者则不具有相关权利，甚至会被谢绝参与一些重大问题的讨论。1983 年我国刚加入南极条约体系时，由于尚未独立组织开展过南极考察，并且在南极也没有自己的考察站，所以属于非协商国的缔约国，这就导致我国虽然加入了南极条约体系，但在国际治理南极的平台上依旧没有发言权和决策权。当时南极条约第十二条第二款规定，条约的有效期为 30 年，即 1991 年到期。中国如果想要取得南极条约协商国的地位，就必须在这之前组建自己的考察队，独立完成南极考察并建立科考站，以应对 1991 年条约到期后可能发生的任何国际南极治理体系的未知变化，这一点在董兆乾 1980 年的初探南极报告中也做了特别说明。取得南极条约协商国的席位，是我国参与国际南极治理体系的必然要求，也是我国争取南极国际话语权和决策权的起点，对我国未来南极事业的发展具有重要的意义。因此在国家的大力支持下，经国务院批准，我国于 1984 年 10 月组建了首次南极考察队，并于 1985 年 2 月在南极建立了我国第一个科学考察站长城站。1985 年10 月 7 日，中国成为南极条约协商国，从此在南极国际事务中拥有了发言权和决策权。（二）长城站的建立对我国南极考察的影响1984 年 11 月 20 日，中国首次南极考察队从上海出发，本次考察编队由国家海洋局“向阳红 10”号远洋科学考察船和海军“J121”打捞救生船组成，两船共搭载了 591 名考察队员，于 12 月 26 日到达南极洲南设得兰群岛乔治王岛的民防湾。1985 年 2 月12日完成南大洋考察，2月15日南极长城站顺利建成，并于 2 月 20 日举行长城站的落成典礼。1985 年 4 月10 日，考察队返回国内，至此中国的首次南极考察圆满完成，共历时 142 天。长城站的建立意味着我国拥有了独立进行南极科学考察活动的能力。长城站（62 12 59 S,5857 52 W）建在南极洲南设得兰群岛乔治王岛的菲尔德斯半岛，这里具有以下几个特点：（1）海岸线较长，滩涂面积较大，有利于考察站的布局和建设；（2）考察站附近有三个淡水湖，水源充足，水质较好，便于生活用水的取用；（3）三面环山，避风条件较好，夏季期间基本没有积雪；（4）站区周边自然环境较好，存在苔藓、地衣、企鹅、海豹、多种海鸟等各类生物，便于开展多个领域的科学调查。刚建成的长城站包括两个高架式钢框架组装主体房屋，四栋木板房，总建筑面积 601，除此之外还安装了发电机，架设了大型通信天线，建造了气象观测场等。主体房屋主要为工作用房、实验用房和队员宿舍，四栋木板房分别为发电机房、装备用房、后勤用房和冷冻食品仓库。气象观测场由地面气象观测、高空气象探测、卫星云图接收、气象通信接收和天气分析预报五个系统组成。在主体房屋前有一个约600 的广场，岸边建造了一个长 29m，宽 6.2m，深3.1m 的码头、1260 的简易直升机停机坪和储油仓库等设施，并在临近山头上树立了测绘标、方位标和天文桩。以长城站为基础，首次队开展了地质、地貌、生物、气象、测绘、地震、海洋环境和高空大气物理等学科的考察。绘制了南极长城站及其附近地区的地形图、记录了 60 小时的高空大气“哨声”、监测了 18 次南极半岛地区的地震信号、观测了大量极区地面和高空气象资料，采集了 111 块各种地址样品等10。为我国带回了一批宝贵的样品、数据和资料，填补了我国极图 2 关于建议我国加入南极条约的说明（1983 年）业务交流BUSINESS COMMUNICATION天地2023 年第 7 期60地考察领域的空白。长城站的建立及其相应科学考察活动的开展直接促成了我国在 1985 年的第十三届协商会议上成为南极条约的协商国，为我国在国际南极事务中争取到了话语权，这是长城站建立最重要的一项意义。除此之外，长城站还为后续的南极科考活动提供了后勤保障和科研基础，使考察船和直升机可以停靠及降落在自己的考察站区内，更便捷地运送物资和人员。以长城站为基地我国逐步展开了南极各领域的科学考察研究，打下了极地事业发展的第一块基石。（三）中山站的建立对我国南极考察的影响长城站的建立打开了我国南极考察的局面，为我国极地科考奠定了基础，但仍旧有其局限性。受限于当时航海技术和考察装备的落后，长城站所在的区域位于西南极的南极半岛地区，属于亚南极，即南纬60与南极圈（南纬 66 34）之间的区域，尚未到达真正的南极大陆，不利于后期南极科研的更深入探索；同时它还远离南极内陆地区，会限制我国未来南极事业的发展。基于上述原因，在南极大陆上建立一个科学考察站成为我国下一阶段的一个重要目标。我国在 1988 年 11 月组织开展了中国第五次南极考察暨首次东南极考察，并在 1989 年 2 月 26 日完成中国第二个科学考察站中山站的建立。中山站（692224S,762240E）位于东南极大陆的拉斯曼丘陵地区，地理位置优越，主要体现：（1）距离站区 300 米远的中山湾是个天然的港口，岸边水深约 20 至 30 米，正常情况下，科考船可靠近至离岸2000 米处，小艇可直接靠岸，无需建立码头；（2）站区三面环岛和冰山，便于防风和补给；（3）站区内有淡水湖泊，可以保证生活用水；（4）中山站所在地域开阔，便于未来站区的扩建和改造升级；（5）中山站周围环境具有典型的南极地区特征，具有重要的科研价值，同时拉斯曼丘陵可以延伸进南极腹地，直至南极点，便于我国开展更广阔地域的科学调查研究11。中山站的建立扩展了我国南极考察的广度和深度，使我国的考察区域由西南极地区延伸至东南极大陆，由亚南极地区扩展进真正的南极地区，便于我国开展更全面的南极科学研究。中山站的建立还标志着我国初步形成了“一船两站”（“极地”号科学考察船-长城站-中山站）的南极考察体系，也为后续继续深入南极腹地打下了基础。四、快速发展阶段我国在1993年向乌克兰的赫尔松船厂购置的“雪龙”号，是继“向阳红 10”号、“极地”号后的第三代极地科学考察船。“雪龙”号原是一条北冰洋远洋运输船，我国购进后将其改造成为了一条极地科学考察船，该船为 B1 级破冰船，最大能以 1.5 节的航速连续冲破 1.2m 的冰层（含 0.2m 雪）。原身作为一条运输船，“雪龙”号拥有强大的运输能力，能够极大地保证南极现场考察所需的各类物资和设备，同时“雪龙”号经过数次升级改造，陆续配备了先进的海洋调查、气象调查等科考设备，极大地提升了科学调查能力。在进入 21 世纪后，我国的极地考察事业步入了快速发展阶段。2009 年我国建立了第三个南极科学考察站昆仑站，昆仑站位于南极内陆冰盖最高点冰穹 A（Dome A），海拔 4093m，标志着我国的南极科考从大陆边缘向南极腹地挺进。由于冰穹 A 具备海拔高、空气稀薄、能见度高等特点，尤其是优异的大气视宁度条件（视宁度是指望远镜显示图像的清晰度，表征大气抖动对望远镜观测星象造成的模糊程度，是衡量天文观测环境的最关键指标之一）12，使得它成为已知地球表面最佳的天文观测地点之一。同时昆仑站所在的冰穹 A 是南极内陆冰盖最高点，冰层厚度超过 3000m，那里的冰体流变作用最小，是南极最图3 首次南极考察队长城站落成典礼（1985年2月20日）业务交流BUSINESS COMMUNICATION天地2023 年第 7 期61适宜的深冰芯钻取地点。冰芯因其形成时间久远、信息量大、分辨率高、保真性强等特点13，是研究全球气候变化的重要媒介。我国自 2012 年开展了南极昆仑站深冰芯钻探工程，截至 2021 年钻孔深度达到803.54m13。昆仑站的建立使我国得以在南极内陆地区开展冰川学、天文学、地球物理学、大气科学等领域的科学研究，拓展了我国在南极的科学考察范围，是我国极地考察的一个里程碑。随后我国相继建立了泰山站，购置固定翼飞机“雪鹰 601”以及自主建造了我国第一艘极地科学考察破冰船“雪龙 2”号，至此我国已形成海-陆-空立体科学考察体系。南极的科学研究呈现从单一学科向多学科融合及交叉学科的转变，并且在暗物质、微塑料、放射性核素、海洋生态系统等前沿理论和热点问题等方面的研究取得了丰硕成果。五、总结极地考察历史档案记录了我国极地考察事业开始至今的发展历程。20 世纪 80 年代我国还是一个极地考察的边缘国家，在国际极地考察事务中既没有成果，更不具备国际话语权。经过四十多年一代代极地人的不懈努力和艰苦奋斗，如今我国已成为极地考察大国，在科学研究进展、考察装备研发、南极国际事务探讨等各领域中都取得了优异的成绩。从档案中能看出，尽管现今极地考察国际合作愈加频繁和深入，但关键技术的掌握依旧是体现国家极地考察核心竞争力的重要指标。极地考察档案不仅在于留存历史见证，更重要的是总结我国在极地考察发展中各阶段的经验，利用档案资源为极地科技攻关、装备研发、重大建设项目和重大决策提供参考依据，助推我国从极地考察大国向极地考察强国迈进。参考文献：1 陈连增.中国极地科学考察回顾与展望 J.中国科学基金：2008,（04）：199-203.2 极地考察办公室.国际极地年的背景与发展动态 J.海洋开发与管理：2007,（02）：8-9.3 朱岗崑.关于国际极地年（IPY）与国际地球物理年（IGY）C.辉煌的历程回顾中国地球物理学会60周年专刊.北京:地震出版社,2007:432-433.4 董兆乾.初探南极报告 R.国家海洋局第二海洋研究所,1980.5 王婉潞.联合国与南极条约体系的演进 J.中国海洋大学学报（社会科学版）：2018,（03）：16-22.6 颜其德,朱建钢.南极条约与领土主权要求 J.海洋开发与管理：2008,（04）：78-83.7 王婉璐.中国参与南极治理的历史进程与经验思考：以协商会议和养护会议为例 J.极地研究:2021,33(03):421-431.8 羊志洪,周怡圃.南极条约体系面临的困境与中国的应对 J.边界与海洋研究：2022,7(03):16-22.9 马金铎.马德里议定书的背景、发展与启示 J.极地研究:2023,35(01):95-108.10 国家南极考察委员会 等.我国首次南极建站和科学考察情况报告.1985 年.11 中国首次东南极考察队.中国首次懂南极考察队工作总结.1989 年.12Bin Ma,Zhaohui Shang,Yi Hu,etc.Night-time measurements of astronomical seeing at Dome A in AntarcticaJ.NATURE:2020(583):771-774.13 范晓鹏,张楠,胡正毅 等.中国南极昆仑站深冰芯科学钻探工程进展J.钻探工程:2021,48(09):1-9.作者单位：中国极地研究中心（中国极地研究所）