中国冰区导航第一人<br/>—— 访国家海洋环境预报中心解思梅博士

中国冰区导航第一人
—— 访国家海洋环境预报中心解思梅博士

2014-05-02采访撰文沈婷婷

海洋世界 2014年12期

采访/撰文/沈婷婷

中国冰区导航第一人
—— 访国家海洋环境预报中心解思梅博士

采访/撰文/沈婷婷

人物简介：解思梅

中国第一位既到过南极又参加了首次北极科学考察的女科学家，日本筑波大学理学博士，曾任国家海洋环境预报中心极地研究室主任，研究员，博士生导师，享受国家特殊津贴。东北林业大学、中国海洋大学兼职教授和博士生导师。承担南极和北极科学考察航线气象预报和冰区导航，研究极冰与全球气候变化，主持研制了船载气象极轨卫星的接收和应用系统并长期应用于南北极科考的气象和冰区导航，建立了南极海冰立体监测和预报应用系统。获国家级、部委级、司局级科技进步奖15次,其中9次是项目主持人。获英国剑桥国际人物传纪中心授予的20世纪国际杰出人物和杰出成就奖，获英国皇家联盟科学院荣誉院士等。

解思梅

我国极地科考事业是先从南极开始的，所以谈北极科考还是要先从南极科考开始介绍。1987年，我国在南极建立第2个考察站——中山站时遇上了特大冰崩，险些船毁人亡。中山站位于东南极普利兹湾内，每年都要经过普利兹湾冰区才能抵达中山站，这里的冰情非常复杂。时任国家海洋局局长严宏谟给国家海洋环境预报中心下达了一项紧急任务：今后要做南极海冰预报。当时，做南极海冰预报是一项非常困难的事。因为那时一无资料,二无设备,三无经费,四无人才。我们从未到过南极，最困难的是我国与南极相隔数万里，想随时到现场观测根本无法实现。最终，这个任务落在了我的肩上。我没有去过南极，南极海冰是什么样都不知道，何谈预报。况且我晕船极度厉害，在大学实习期间曾经历了晕船的痛苦，毕业时便立誓不再坐船。但是在关键时刻，虽然我那时对南极一无所知，深知难度很大，还是毅然扛起了这一重任。

此时，我刚接到关于中日黑潮合作调查赴日本合作研究的通知。在日本，我得到了导师吉野正敏教授的鼎力相助。我在日本留学2年期间曾发表10篇论文，并在日本首次提出了El niño年台风少以及El niño事件与东亚气候有着密切的关系等科研成果，所以在日本气象界有着一定的影响力，得到了日本国立极地研究所和气象厅的帮助。他们无偿赠送了一批价值昂贵，用金钱都难以买到的极冰资料，即美国NOAA卫星1973年开始观测的南极和北极冰的所有资料以及日本在南极建站30年的所有气象和海洋资料，并免费帮我直接用集装箱船运回国。这就为预报打下了基础。要做好预报，历史资料是最重要的基础。国家当初派我们做访问学者出国，是希望打下以后国际合作的基础，起到桥梁作用。此次得到在日留学期间的导师和日本朋友倾力相助，我深受感动。

中山站全景

要做冰区导航研究必须在船上有大范围的现场观测手段，这只有船载极轨气象卫星的接收系统，接收到大范围的高分辨率的卫星云图，才能够分析出海冰的分布状态，做出导航图。当时这项技术在国内还是空白，引进美国设备又太过昂贵。为了解决这个问题，我带领我的研究生邹斌、陆军和助手郝春江等人联合航天部二院和川页公司研制船载极轨卫星接收应用系统。从立项到研制，经过一年的艰辛努力，亲自带领团队随第14次南极科考队进行现场试验获得意想不到的成功。

途中过西风带时，我们的船遇到3个气旋堵路。当时海面环境极其恶劣，狂风怒吼，白浪冲天，一直漫过十几米高的桅杆，船摇摆度超达40度。此时我已因为晕船的强烈反应无法起身，躺在有护栏的床上动弹不得。此时，船上美国的卫星通讯系统失灵了收不到警报了，日本的气象传真系统也失灵了收不到气象传真图了，我们与外界失去了联系。在那最危险的时刻，我们研制的卫星接收系统稳定地接收到了一张清晰的卫星云图，图上显示在我们前方有3个气旋挡住了去路。我们在船上紧急会商，决定由原东南航向转舵西南90度改变航向，躲开气旋的正面袭击，等它们东移后，我们再过西风带，避开了一场大灾难。

当时我们的任务是一船三站，即先从上海出发向东南方向斜穿太平洋到达长城站，再从长城站出发，沿南极大陆边缘绕过南大西洋到达俄罗斯青年站，帮他们拉设备，再继续前进，进入南印度洋到达中山站。在出青年站海湾时我们的船又遇上了特大冰山挡住出口，按照俄罗斯派遣的导航专家和既定的航线，我们必须北上绕过冰山走低纬度的大纬度圈。而我根据卫星接收系统收到的云图判断，在南极大陆和冰山之间的缝隙可以通过。船长接受了我推荐的从没有人走过的新航线，航程缩短了600海里，提前4天到达中山站。正好赶上中山站难得吹西风的好时机，将码头附近的浮冰吹走，我们可以用小艇卸货。这大大节省了原计划租用澳大利亚的飞机卸货的昂贵租金，提前4天卸货完毕。此时，正是大年除夕，若按原计划此时正在租用澳大利亚的飞机开始卸货，而我们提前4天完成了卸货任务，准备高高兴兴过大年。记得当我决定由中山站上返回船上过年时，我乘坐在返回雪龙号船的小艇上，听到远处的锣鼓喧天，在船长的带领下，船员们和队员们高喊着“解老师回来了！解老师回来了！”这是我一生中最高兴最难忘的时刻。

下图：中山站位于东南极普利兹湾内，每年都要经过普利兹湾冰区才能抵达中山站，这里的冰情非常复杂

为解决冰区导航的现场实时预报和中长期的极冰预报，我们研制成功了船载气象极轨卫星接收系统，还建立了两站的卫星接收系统和海洋环境预报中心的卫星接收培训系统，建立了南极海冰的立体监测系统和预报应用系统，解决了我国南极和北极考察船的冰区导航的难题。这两项都获得了国家海洋局和国家科技进步奖。上海东方电视台为此制作了2部电视纪录片《雪龙船装上了千里眼》和《千里眼的眼中情》，在中央4台对国内外正式播放，我的导师在日本看到了我成功的报导还特意为此来华祝贺。

1999年，我又承担了中国首次北极科学考察航线的气象和冰区的现场实时的导航任务，多次做出及时准确的导航预报，使雪龙船顺利脱险。船载极轨卫星接收应用系统不但能够接收极轨高分辨卫星云图，而且具备抗12级以上大风的能力。更重要的是，船在狂风剧烈摇摆和在冰区中破冰强振动的情况下，具有自我保护能力，有抗雷达等强磁场信号的自我保护能力。即使船在运动中不断地改变位置、方向和摇摆的状态下，这套系统也可以准确地跟踪和捕捉到卫星信号。

北极地区最独特的气象灾害是海雾，北冰洋海雾预报一直都是个大难题。海雾分3种,有平流雾、辐射雾、蒸汽雾。平流雾大家常见，是暖湿空气移到较冷的陆地或水面时，因下部冷却而形成的雾。辐射雾是由于太阳辐射冷却使近地层水汽凝结而形成的雾。唯有北冰洋的蒸汽雾很少有人现场观察其形成的过程和原因。在北极经常需要直升飞机执行任务，直升机最怕的是海雾，北极的蒸汽雾是最难预报的。因为这种海雾来的特别快，刚刚是晴空万里，瞬间就变的浓雾笼罩，好像这雾是从脚底下冒出来的，就像是突然揭开了烧开水的锅盖，能见度极差，对直升飞机起降影响非常大。

平流雾大家常见，是暖湿空气移到较冷的陆地或水面时，因下部冷却而形成的雾。辐射雾是由于太阳辐射冷却使近地层水汽凝结而形成的雾。唯有北冰洋的蒸汽雾很少有人现场观察其形成的过程和原因。

解思梅博士在北极与加拿大华人代表团联欢签龙旗

解思梅博士在北冰洋观看游泳

一次我乘坐直升飞机到冰盖上去考察，回来时就遇上了这种情况，飞机根本找不到雪龙船上的甲板降落，幸亏驾驶员技艺高超和地面指挥的共同努力才平安降落。这次在北极现场观测了蒸气雾发生发展的全过程和发生海域的特点，找到了蒸气雾的成因和多发海域研究其形成的物理机制。蒸气雾多发生在冷空气刚刚下来流经3～6成冰的冰水混合的海域上。因为，此时冷空气温度低，而在这种冰水混合的海域上，海水温度远高于大气温度，水汽通过冰缝冒上来遇上低温的冷空气迅速凝结形成蒸汽雾，此雾形成的特别快，瞬间整个海域就变成了茫茫的雾海。我们计算了一次海雾过程，即1999年8月21～22日，海洋通过感热和潜热的方式向大气传播的能量，在3～6成冰的海域面积若为50万平方千米，通过感热和潜热的方式向大气传播了33亿千瓦的能量通过这次科学考察成功我们为科考队提供了200多幅清晰的卫星云图、冰图，为冰区导航顺利完成北极考察任务做出了关键性的贡献。首次用小艇进行了冰外缘带的冰—气—海综合观测，获取了约8000兆的气象和海冰的卫星资料，制作了数百张卫星冰图和云图，为北极气象和海冰及其对全球气候的进一步研究奠定了基础。（责编：金希）地解决了北冰洋海雾的实时预报难题，为直升机安全飞行起到了重要作用。观测并解释了北极海雾的特点及其发生发展的物理机制。