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科學與健康丨看浪聽風觀云：自主創新為極地科考保駕護航

2025-11-18 08:39 新華社 責任編輯：吳靜

海浪、海風、海冰等海洋自然災害，常給人類生活生產造成巨大損失，也是執行極地科考任務的潛在挑戰。

自20世紀80年代中國開啟極地科學考察以來，每一艘科考船、每一座科考站都有氣象保障團隊。近年來我國加大海洋災害預警、預報技術和設備投入，一批自主研發技術和設備廣泛應用于極地考察。

聽風、看浪、觀云，科技創新為中國第42次南極考察隊保駕護航。

更精確模擬海浪變化

“媽祖”——在“雪龍”號上，氣象預報員討論未來海況時，常提到這樣一個關鍵詞。

這一在中國沿海地區備受敬仰的“守護者”與氣象預報有何聯系？

原來，“媽祖”是我國自主研發的全譜系海洋環境預報系統的代號，包含海洋環流、海浪、海冰等多個子模型。其中，“媽祖·海浪”模型采用基于六邊形非結構網格的有限體積平流動力框架，可以更精確模擬海浪變化，大幅度提升預報精度和時效。

“傳統框架好比一張固定尺寸的網，而六邊形框架能自由加密，捕捉到更精細的海洋變化。”“雪龍”號氣象預報員、國家海洋環境預報中心研究員張蘊斐說。

實踐證明，“媽祖·海浪”數值預報模式可實現GPU并行加速計算，支持提前5到7天對海浪災害過程進行有效提示。

“這對‘雪龍’號提前掌握風浪情況，保障航行安全很有幫助。”“雪龍”號船長朱兵說。

據悉，“媽祖·海浪”模型已被推廣到印度尼西亞、孟加拉國等國家，有力支撐“一帶一路”共建國家海洋防災減災工作。

更精準預測氣旋走向

南緯40度至60度之間的南大洋，因常年西風盛行、氣旋頻發，被稱為“魔鬼西風帶”。這里幾乎無陸地阻擋，西風持續加速，可掀起十多米的狂浪，是航渡南極必須面對的嚴峻考驗。

“過去穿越西風帶，很大程度上靠經驗和運氣。”張蘊斐為記者調出中國第21次南極考察的航行圖：遭遇連續三個強氣旋，船只頂著5至6米以上的巨浪穿行，過程極其艱難。

如今，依托國內外多種預報模型和國產船載氣象導航系統，氣象保障團隊能提前5至7天精準預測氣旋的生成、移動路徑和強度變化，穿越策略也變得更為靈活和智能。

“本航次，‘雪龍’號和‘雪龍2’號各自需6次穿越西風帶。”“雪龍”號氣象預報員韓屹介紹，目前主要有三種穿越策略，包括當西風帶較為“平靜”，選擇最短路徑直接穿越；若途中氣旋活躍，“能向南向南，遇系統轉西”階梯型迂回前進；若遇最強風浪，在一些“避風港”島嶼臨時停靠，擇機穿越。

“我們的原則是‘避強穿弱，頂側避正’。”張蘊斐說，在海洋環境預報科技的“護航”下，結合船長的豐富經驗，“雪龍”號將盡最大努力“精準穿梭”曾經令人望而生畏的西風帶。

更精細讀懂云中密碼

“云就像是天空寫的‘日記’，記錄著大氣的狀態和動向。”中山站氣象預報員沈輝每天都要在固定時間，對云量、云狀、云高、天氣現象和能見度進行觀測和記錄。

在他的“云圖鑒”中，有極地特有的珠母云，出現于15至25公里高的平流層，擁有彩虹般的絲緞光澤；夜光云則在76至85公里高的中間層發出幽藍色的微光，是大氣中超低溫與水汽等共同形成的美麗異彩。

在漫長航程和越冬值守中，識別千姿百態的云，成為氣象工作者的獨特樂趣，也是氣象觀測工作的核心內容之一。

“當我們在甲板上指著天空說‘那是莢狀云，像UFO’，我們與這片海有了更深的連接。”沈輝說。

1984年，中國首次南極考察，隊員們依靠手繪天氣圖和接收低分辨率黑白云圖預報天氣。而今，依托自主創新望海探冰、逐風測天，中國極地考察隊行得更穩、走得更遠。


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