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2016
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开启“梦之航”时代：波兰vs阿根廷波胆分析 南海科学考察首航纪实
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<p>策划/新闻中心、海洋世界杯202212强赛程表 中心 特别鸣谢/杨建林、刘军、黄龙舟、郑意文 责任编辑/刘嘉 设计/杨磊、吴海婷 文案整理/刘嘉、陈晓琳、郭金晶、李诗瑶</p>
<p> 2016年9月7日，历时31天的“波兰vs阿根廷波胆分析 南海科学考察计划”首航顺利返航。自8月8日起，来自海洋科学学院、大气科学学院、地球科学与地质工程学院的33位师生，共同经历了这次被称为“梦之航”的科考之行，开启了波兰vs阿根廷波胆分析 “聚焦中国南海、经略深海远洋”的新时代。这也是波兰vs阿根廷波胆分析 自1928年在国内率先对西沙群岛开展科学考察以来，首次由学校组织的综合海洋科考。<br> 波兰vs阿根廷波胆分析 提出发展数字海洋共性关键技术，研究南海动力过程与环境效益、南海海洋生命与生态调控、南海形成演化与矿产资源、南海海气作用与自然灾害等四大南海科学问题。经过精心准备和周密组织，首航科考依托科技部、国家自然科学基金委、国家海洋局等重大计划项目课题，分为两个航段，行经100多个站位，采集上万份样品，以整个南海北部的大陆架及2000米水深海域为调查对象，研究涵盖海洋生态、物理海洋、海洋生物、海洋地质、海洋大气、海洋沉积等多个学科……在波兰vs阿根廷波胆分析 建设世界一流“海洋学科群”的历程中，首航无疑圆满完成了它的使命。<br> 当科考队员埋首于样品分析、数据整理的时候，我们不妨一同回顾这次具有划时代意义的首航，一同聆听来自中国南海的科考故事。</p>
<p> 海洋是一个非常复杂的自然对象，对她的研究涉及海洋科学、海洋技术、海洋工程和海洋人文社科等学科领域。历史证明，无论西方还是东方，谁控制了海洋，谁就在世界上拥有更多的话语权。波兰vs阿根廷波胆分析 地处“南海门户”，有责任、有义务发展海洋学科群，研究南海、经略南海，服务国家南海战略和“一带一路”建设。<br> “南海科学考察计划”是波兰vs阿根廷波胆分析 重点发展海洋学科群的重要体现。近一年来，波兰vs阿根廷波胆分析 将海洋学科群作为学校发展的重中之重，在珠海校区布局建设“深海”学科，从学科布局、人才培养等方面给予政策倾斜和扶持。今年4月，学校成立海洋世界杯202212强赛程表 中心，聘任中国科学院院士张培震教授担任中心主任，专责推动海洋学科发展和平台建设。<br> 与此同时，波兰vs阿根廷波胆分析 “十三五”期间新建一艘6000吨级海洋综合科考实习船的项目已获教育部批复同意，正在进行可行性研究报告编制。在科考船建成之前，波兰vs阿根廷波胆分析 将每年筹集经费“借船”科考，首航半年后的冬季还将进入南海的深水区开展第二次科考。<br> 正如学校党委书记陈春声在首航动员大会讲话中所指出，未来波兰vs阿根廷波胆分析 将进一步发挥综合性大学的多学科优势，建设世界一流的完整的“海洋学科群”，力争在世界海洋科考和研究领域掌握话语权。</p>
<p> 经过两天的安装调试，8月8日18时，“海调6号”科考船正式启航。彼时的湛江港晚霞如锦、风平浪静。科考船驶离湛江港后，开始向南沿第一个断面（H断面）行驶。H断面近海南岛西侧，设计包括9个站位。科考船于9日6时到达第一个站位H1后，采样工作持续了3个多小时。<br> 有了良好的开端，科考人员一鼓作气，截至10日15时，完成了H断面8个站位的采样。随着科考船向外海开进，水深浪大，船体摇晃程度加剧，工作难度明显增加。为了更快结束对H断面的考察，经出海领导小组商议，首席科学家殷克东教授决定取消H断面的最后一个站位H9，直接前往西面的I6站位，以节省时间到达海南岛西南侧的I断面。<br> I断面设计有6个站位，科考船于10日23时30分到达I6站位，考察工作有条不紊地推进。11日上午完成I3站位工作后，根据首席科学家意见，在附近海域设连续站进行24小时连续取样试验。定点位置阴天间小雨。<br> 12日14时，连续站取样试验完成，科考船继续走航，先后进行I断面剩余站位，以及与I断面平行、位于三亚附近J断面的采样工作，于13日13时完成。此后，科考船将向东行驶，前往G断面作业。</p>
<p> 天公不作美，持续的大雨让海况变得异常恶劣。科考船不得不放弃H10、G10、G9、G8这几个不具备作业条件的站位。到达G7站位时已是14日晚间，但由于风浪太大，仍旧无法作业。15日10时，科考队员在G7站位试作业，先后完成水样、大气探测，地质采样无法进行。<br> G断面的作业并不顺利，先是在G4站位作业时，地质抓斗被卡在海底岩石里遗落海中；再是因台风“电母”影响，科考船不得不于15日下午停靠阳江闸坡渔港避风，直至19日早间才离港航行，慢速沿海岸线转向东面的F断面，并于上川岛附近再次停船过夜。<br> 20日天气恢复晴好，科考船于8时30分再次到达F1站位。科考队于21日凌晨结束F断面9个站位的作业，往E断面行进。<br> E断面由珠江入海口延伸而出，共设计13个站位，其中包括此次航行最远的E13站位。23日凌晨，科考队完成E13站位作业，共采得两个水样（其中一个深达1500米），进行了大气探测；地质采样由于海深太大未能进行。<br> 其后，科考队决定取消E10定点站，从E13到E9之间每个站位采水样2-3次，从E7到E5之间增加两个柱状采样点。完成E断面采样后，首席科学家殷克东教授决定在珠江口增加一个站位。科考船于26日早间停靠南沙港货运码头，第一航段结束。</p>
<p> 在南沙港货运码头，科考队完成领队交接、部分科考队员更替、物资补给等工作后，于27日7时驶离码头，开始执行第二航段科考任务。水文组加入第二航段。<br> 刚一离港，科考船在珠江航道作业时，切断一渔船锚绳，所幸均无人员设备受损。妥善处理后，科考船继续行驶，28日晚间开始向位于大亚湾外海面的D1站位走航。<br> D断面设计有10个站位。29日中午，由于遭遇强风，科考船在D2往D3站位途中，决定折向C1站位避风，并于夜间往此次航行最东面的A断面走航。此时甲板无法作业，人员俱在舱内。<br> A断面位于汕头附近海域东部，设计站位8个；B断面位于A断面西侧的汕头以南海面，设计站位10个。从科考船于8月30日12时30分到达A1站位，至9月2日18时20分完成B1站位采样，虽经历雷雨，但各项科考工作均进展得较为顺利。</p>
<p> 由于在第二航段开始时改变了原本由D断面至A断面的航行路线，在结束了B断面工作之后，科考船于9月3日6时到达位于汕尾以南海面的C1站位，开始C断面作业。<br> C断面11个站位的采样工作进行得相当顺利，至4日23时全部完成。之后往西折向D断面最远的D10站位。6日17时许完成D3站位工作后，科考船经由D2站位往位于珠江口的Z断面走航。<br> Z断面设计了19个密集的站位。7日6时许从珠江入海口外沿开始，科考船边作业边回航，整个Z断面的采样工作历经约10小时。傍晚时分，科考船再次停靠南沙港货运码头，长达一月之久的波兰vs阿根廷波胆分析 南海科学考察首航胜利结束。</p>
<p> 生物实验组由海洋科学学院殷克东教授担纲，4名教师、4名博士生、6名硕士生组成了首航的“最强阵容”。<br> 围绕“珠江陆源营养物质输入南海近海形成大气的新碳汇”的科学假设，生物组师生们重点研究不同尺度物理－化学－生物耦合的生态系统碳源汇过程。这一课题的意义在于，珠江河流输入的氮通量是目前国家尚未考虑的新碳汇，对这一新碳汇的估算，对于我国碳减排策略以及国家在国际碳减排谈判将发挥重要作用。<br> 科考中，生物组的工作分为基础参数采集与现场培养实验两大部分，既能了解夏季南海的基本特征，又能模拟海洋环境，研究浮游植物的生长规律、初级生产力的变化等等。<br> 由于本航次站点密集，水层较多且水量充足，是难得的系统研究南海基本特征的机会，故本航次设计采集了十几种参数，基础参数采集分为深水温盐深仪及采水系统（CTD）操作与采样操作两部分工作内容。<br> CTD是出海调查必需的仪器设备。CTD本身可以获得温度、盐度、深度数据，其配备的传感器还可获得叶绿素、荧光、DO、pH、PAR（光合作用有效辐射）数据。采水系统是12个10升的采水瓶，可以通过CTD设置采水的层位。CTD可以到达水下6800米，但由于所租科考船缆绳的限制，本航次最深采到了1500米的水样品。<br> 重复的采水和过滤可谓费时费力：根据采水层位数量不同过滤时间1-2小时不等，有时候上一站位的样品还没处理完，下一站位就到了；出海调查不管白天黑夜，到站就采样，加之人员有限无法“三班倒”，需要“连轴转”，所以工作强度高。</p>
<p> 取到样品之后，生物组队员就着手进行水样处理。一部分水样用来过滤4张滤膜，各滤膜所测参数分别为POC/N（颗粒有机碳/氮）、POP（颗粒有机磷）、PIC（颗粒无机碳）、同位素；一部分水样用来过滤分级叶绿素；还有一部分水样过滤后获得营养盐、DOC/N（溶解有机碳/氮）、DOP（溶解有机磷）、CDOM（有色溶解有机物）。有些样品需要冷冻保存，回到实验室后再进行测试分析，每个参数大约1000个样品，十几个参数即10000多个样品，要测完所有的参数至少需要一年的时间。<br> 此外，生物组队员们还在航程就一些研究热点问题进行实验，包括：呼吸实验，了解各个海区呼吸速率的变化；生产力实验，对南海北部水体的初级生产力、新生产力及生产力分级情况进行调查；小型浮游动物摄食实验，比较小型浮游动物摄食速率在表层和叶绿素最大层的不同，比较摄食速率昼夜的变化；磷限制实验，探究磷限制是不是珠江口水域难于形成低氧区的原因；等等。<br><br></p>
<p> 大气实验组由大气科学学院王宝民副教授任组长，另有3名硕士生参与其中。<br> 大气组师生们关心的是南海北部沿岸的海陆风环流特征及其对局地天气和大气环境的影响机制。针对缺少基本海洋气象数据观测这一难点，大气组主要进行了南海夏季风期间南海气溶胶、云、辐射和降雨特征的研究。<br> 科考中，大气组最重要的仪器是微脉冲激光雷达。该仪器激光波长532纳米，可探测10-15公里高度气溶胶和云的光学特性，空间分辨率达到5米，并配有三维扫描系统（可进行全方位旋转）和气象相机（可拍摄天空），可对气溶胶和云进行高分辨率探测。<br> 微脉冲激光雷达在航次中全程探测，每5分钟记录1次15km高度以下气溶胶光学特征参数，垂直空间分辨率15m，共取得垂直廓线8064条；天气相机每小时拍摄1次，共拍摄云图672张。<br><br></p>
<p> 此外，由太阳能供电的自动气象站也进行全程探测，每分钟记录1组数据，对风向、风速、气温、湿度、气压、辐射、降雨、日照进行连续观测，共取得数据40320组。三维超声风速仪，对三维风速进行高频观测，用于大气湍流研究，每1秒记录20组数据，包括3个风速分量及超声温度数据，共获得数据约4800万组。还有大气单颗粒采样器，用于气溶胶单颗粒粒径、形貌和混合状态研究。<br> 由于无人机在海上大风情况下无法正常飞行，为此，王宝民老师设计了一种类似钓鱼竿的简易装置，将无人机上携带的纽扣式温湿度记录仪分别拴在2米、3.5米、5.5米和7.5米的竹竿上，分别测量海平面上这几个高度的温湿度廓线。</p>
<p> 地质实验组由地球科学与地质工程学院李牛博士后任组长，7名师生共同组成。<br> 地质组师生们采集样品，以开展南海北部沉积作用与环境效应系统的研究。在南海北部大陆架系统采集沉积物的样品，用于研究南海北部末次冰期以来的沉积空间展布特征和沉积体系的年代序列，揭示海洋的沉积作用、古环境和古气候演变及海平面变化过程，为南海的生态环境治理提供基础资料。<br> 地质组的主要作业任务是海洋地质观测取样，包括表层和柱状沉积物取样（包括铁锰结核等）、悬浮体过滤、现场沉积物化学测定等。本航次共计采得16个柱状样和22个表层样。</p>
<p> 地质实验组的当家仪器为重力柱状取样器和海底沉积物采样设备（抓斗）。<br> 重力柱状取样器主要是靠重力快速下沉插进海底沉积物中，套取海底底质物。重力采样柱依靠在后甲板的绞车缆绳收放，整套重力柱长5米，其中重力锤长2米、取样管长3米，全部重约250千克。重力柱由缆车悬吊入海后，以每秒1米的速度下放；将要离底10米左右时，作自由落体下放，让取样柱尽可能深地插入沉积物中。<br> 收放重力柱看似简单，但是由于船在海上难以保持平衡，如遇海浪会使其发生悠荡，存在安全威胁。因此，采样作业时，地质组队员们奋力拉绳放缆，努力确保安全。重力柱就像是支大针管，成功的取样会取得满满一管沉积物，并且保持沉积层序。<br> 海底沉积物采集任务的完成，关键在于采样器的顺利工作。队员们在作业过程中遇到的一个棘手的问题——由于两套管间螺丝纹过细，无法在摇晃不定的船上完成装管。最后，地质组成员们临时商讨对策，决定直接在沉积物取样管尾部加装重力锤。经过两次下水试采，终于成功获取第一段海底沉积物样品。<br> 困难总是不期而至。在G3站位作业时，由于海水流速较大，抓斗被礁石或其它东西卡住、缆绳被扯断裂，抓斗沉海遗失。所幸趁着科考船避风靠港时，地球科学与地质工程学院连夜冒雨送来新的抓斗，这才使地质组后续的采样工作得以进行。</p>
<p> 水文实验组仅参加了第二航段的科考，海洋科学学院何蕾副教授任组长，另有博士生1名、硕士生2名和本科生1名参与其中。<br> 水文组在本航次中共计完成走航站位53个、连续站位1个（20小时）。其主要任务是观测海洋水文动力要素，如平均流剖面、温盐剖面及湍流微结构剖面，用以研究珠江羽状流密度层化与湍流混合。<br> 水文观测所使用的最重要的仪器是湍流微结构剖面仪MSS-90L，该仪器的采样频率为1024赫兹，最大测量深度为500米。虽然湍流微结构剖面仪体积小，重量也只有20千克，但却是研究海洋小尺度湍流混合的一把利器。该仪器装备有标准温度、盐度和深度传感器，FP07快速温度传感器，快速盐度传感器，浊度传感器，溶解氧传感器，两个PNS6电陶瓷剪切传感器。从湍流微结构剖面数据中，我们不仅获得湍动能耗散率和热耗散率等湍流参数，还可以获取温度、盐度、深度和浊度等基本水文要素信息。</p>
<p> 一次科学的、有效的、高质量的湍流微结构剖面仪的投放需要经验丰富的科考人员相互协调、分工合作才能顺利完成。因为该仪器在下放过程中需要自由落体，不能受外力干扰，下放速度需在0.5-0.8米/秒的合理范围之内，所以对甲板投放人员提出了很高要求。为了防止仪器下放过程中触底时间过长而损坏仪器底部的传感器，甲板投放人员需要实时获取投放位置的水深数据及仪器下放的即时深度。因此，湍流微结构剖面仪的投放包括了甲板单元和室内单元。<br> 室内单元的人员主要负责实时监测仪器入水深度，并通过对讲机向甲板单元的人员汇报，让对方实时得知仪器的所处深度；除此之外，还需及时灵活处理各种突发软件故障，保证仪器观测数据能正常存储。<br> 甲板单元的人员主要负责仪器的正确投放。仪器入水后，垂向分运动保持匀速下降，水平分运动则随水流流动，通过控制电动绞车，灵活控制绞车的收放速度，保证连接仪器的电缆始终处于松弛状态，不牵扯仪器，但也不能余留太长，避免自身缠绕或者盘到螺旋桨上；当从室内单元得知仪器触底后，即刻回收仪器。</p>
<p> 民以食为天，科考队员也不例外。海上漂泊，照样得一日三餐吃饱吃好；作业不分早晚，有时还得加餐。<br> 船上的食物储备必不可少：船在启航前就储备了200吨淡水，足够每日供应的新鲜瓜果、乳制品和饮品，甲板上还饲养了一定数量的活禽。早餐有杂粮粥、红薯、玉米等食物供应，午、晚餐后还有无限量的水果和酸奶，荤素搭配，精粗结合，科考队员的基本营养需求得以保障。每到饭点，一群人围坐着吃上几口“大锅饭”，再讲点海上收获和轶闻趣事，津津有味，也其乐融融。<br> 海上科考漫长而枯燥，无论伙食如何丰盛，时间一长还是难免单调。科考队员在“船老大”的帮助下也“另辟蹊径”，工作之余尝试“海钓”。或许你觉得“近水楼台先得月”，哪能没有海鲜？事实上，海钓收获并不多，但偶尔小有收获加个菜，也满足了队员们打打牙祭的小心愿。</p>
<p> 海上可没有遮蔽物，科考队员面临的不是烈日炎炎，就是狂风暴雨。每当天气晴好，紫外线照射也威力无穷。为了应对在太阳下暴晒的工作环境，队员们各显神通“闪亮登场”，戴上遮阳帽和墨镜还不够，面部再裹上围巾，上身穿着防晒服，而下身却是短裤拖鞋。这样的“奇装异服”，恐怕也只有身在船上的人才能欣赏。<br> 海上作业具有相当的危险性，晴天尚有“海浪轻轻摇”，可遇上大风大浪，到达既定站位时，采样工作照样得进行。凡是出舱作业，队员们必须严格遵守规范，戴安全帽，着救生衣。必要时还需系上安全绳。<br> 此外，科考船上设有专门的起居室，配备了简易家具和空调，基本满足科考队员的日常起居需求。虽然条件简陋，但在漫无边际的大海上，那也是科考队员劳累之后放松身心的港湾。</p>
<p> 南海科考怎能少了政治保障？科考队将临时党支部建在了科考船上。<br> 正式出航的前三小时，科考队在科考船上召开了全体党员会议，会议由第一航段领队杨建林主持。会上，9名党员一致通过成立临时党支部的提议，并推选了支委。会议传达了学校关于做好首航各项工作的指示，要求全体党员围绕“确保安全、顺利科考、积极宣传”的目标，在执行航段任务的全过程中真正发挥党员的先锋模范作用，保证顺利圆满地完成首航任务。<br> 社会媒体和大众对这次首航给予极大的关注。除了保质保量完成科考任务外，支委们抓住各种机会拍摄采访，利用靠近陆地时的微弱手机信号实时发回信息和图片，或是用卫星电话向岸基指挥小组报个平安。16日，科考船因台风原因在阳江闸坡渔港避风。在此期间，全体男性党员牺牲休息时间，和船员一道自晚上12时后分三班轮值，以确保科考船安全。<br> 28日上午，接任第二航段领队的黄龙舟召开临时党支部会议，再次强调安全作业，要求党员发挥带头和监督作用，明确了第二航段的宣传工作计划和分工。同时要求党员关注身边队员的心理状态，互相帮助，坚守岗位，确保全员安全返航。<br> 党支部虽小，而作用不容小觑。受到船上党员们的影响和感染，大气科学学院硕士生李源在第一航段结束前，郑重地向党支部递交了入党申请书。</p>
<p> 要说起海上作业最大的生理挑战，那非“晕船”莫属。随着科考船向外海开进，水深增加，船体摇晃程度加剧。加上台风等极端天气的影响，船身摇晃更加剧烈。有科考队员反映，“有些时候，海水的平面远远高于甲板，摇晃中远处四层楼高的大船也只能看见旗杆”。在刚出海的几天里，队员们出现了不同程度的呕吐、胸闷、缺乏食欲等症状。<br> 随队医生黄怀球除了给有需要的队员发放事先准备好的晕船药，还有针对性地在“食疗”上下了一番功夫。医生摇身一变成了“黄大厨”：一扎挂面、两包老坛酸菜牛肉面酱料、几枚鸡蛋、一把白菜或几颗番茄，再将船员钓上的鱿鱼一锅烩，辅以榨菜丝，独门秘方“黄记私房面”赢得“食客”们的青睐。第二航段的随队医生张建延续这一“传统”，亲手烹制的青椒肉丝、酸辣土豆丝等菜品也受到科考队员们的欢迎。<br> 随着航程的推进，队员们逐渐适应船上的生活，晕船的状况也有所好转。黄怀球医生在微信朋友圈中这样写道：“顶着4-5级风浪作业，经验丰富资深的海洋专家何蕾老师表示已把晕船药当饭吃，倍感海洋研究的挑战和海洋人的荣光……”</p>
<p> 海洋科考工作紧张而单调，船上生活条件艰苦，然而，浩瀚的南海也时不时带给科考队员们以无限惊喜。变幻莫测的天气赋予海上有别于陆地的盛景。湛江港傍晚的漫天彩霞，仿佛召唤着科考队员们扬帆起航；台风“电母”过境后的海天一色，是那样的深邃而廓大；农历七月半，海上生明月，海面上的粼粼波光又是那般令人思绪万千。<br> 天公甚作美，人情亦暖心。8月16日，是海洋科学学院硕士生黄芳娟的生日。恰逢科考船在闸坡渔港避风，有心的科考队员买来生日蛋糕，与同在8月份生日的杨建林领队和另外两位同学一起，度过了一个简单而又难忘的生日会。<br> 在科考船进入菲律宾附近4千米深水域时，一群群随船游弋的金枪鱼、腾空飞跃的海豚和展翅翱翔的海鸥一起奏响了海上“欢乐颂”。原来，当科考船在海面上航行时，泛起的浪花常常会驱赶水下的浮游生物和小鱼浮上水面，有些小鱼还会跃出水面，而它们往往是金枪鱼、海豚和海鸥的捕食对象。这些偶遇的海洋精灵，会让科考队员们津津乐道许久。<br><br></p>
开启“梦之航”时代：波兰vs阿根廷波胆分析 南海科学考察首航纪实
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