零下56度的温暖,中国极地科考的永恒探索

发布时间:2024-11-13 18:48  浏览量:2

2024年是中国极地考察40周年,中国南极考察队已于10月30日开始了第41次征程。对边界的渴望,是人类对未知世界永恒追求的体现。40年来,无数科研人员前赴后继地前往南极这片荒无人烟的极端之境。

乔治王岛的冬天和夏天

从地图上看,乔治王岛是一个向右上方倾斜的小岛。中国长城站位于岛的左下角,往东北方向走,经过智利站、俄罗斯站,六公里后会到达乌拉圭站。

40年来,中国在南极建设了5座考察站,长城站是第一座。

1984年11月20日,中国第一支南极考察队的591名队员,搭乘“向阳红10号”和“J121”号打捞船,从上海出发,经过40天的航行,登陆乔治王岛上最大的无冰区,菲尔德斯半岛。12月是南极的夏天,但仍然冰天雪地,乔治王岛的平均气温是-2℃左右。从一片干净的白茫茫开始,一个多月后,1985年2月20日,长城站以“中国速度”落成。

1984年12月30日,中国南极考察队在菲尔德斯半岛的滩头登陆成功

长城站场地大,背山面水,据说风水也不错。夏天时,后面山上的雪融化,汇聚形成湖泊,科考队员称为“西湖”,前面海湾里的一座小山头像道天然屏风,叫“鼓浪屿”。

毕业于同济大学机械系的曹建西曾四次参加南极科考队,2005年11月23日,他与南极初次会面,那次走的是航线。

他乘飞机经过德国、巴西,抵达智利最南端的城市蓬塔阿雷斯纳,总共用了30多小时。接下来,他搭乘智利空军的飞机,飞行3个小时,到达南极乔治王岛。

老队员早早在机场等候,他们已经在长城站工作一年。曹建西看到,不少队员留着长头发和胡子,样子有点像电影中住在深山老林里的野人,神情羞涩、话不多,像是很久没见到人似的。他忍不住想,一年后我们不会也变成他们这样吧……

一年后,曹建西重返祖国,先是感到对人群新鲜,不久后又得了“人群密集恐惧症”,害怕过马路。“有几次去商店买东西没付钱就走,被怀疑是小偷。只能和人家解释,我刚从南极回来,一年没用过钱。”

南极只有冬夏两季,全洲年平均气温为-25℃,内陆高原平均气温为-56℃左右,极端最低气温曾达-89.8℃。这种寒冷到底有多冷?当气温降到零下20℃,如果流鼻涕,会迅速在脸上结成冰;到零下40℃,呼出的气体会结晶,掉落到地上;到零下45℃,如果脸上戴着金属框架眼镜,就会和皮肤冻结在一起,想取下眼镜,很可能会连皮肤撕下来一块,只把手套摘下5分钟,指尖就立刻变白;而在零下56℃,动物甚至在运动中会冻成干尸,死亡的时候,还保持着奔跑或跳跃的姿势。

南极的夏天,短暂而珍贵。度夏期间,站上不分工作日和休息日,只要天气好,所有人几乎都有忙不完的事。

要在终日为冰雪覆盖的南极建立考察站,也只能在夏季,每年的11月中旬到翌年的3月中旬中间施工。4月到10月,南极的冬季到来,冰原上就只剩极度的寒冷和无边的黑夜。

进入极夜,半年是连续的黑夜。心理学家认为,长时间在南极越冬,可能导致队员产生嗜睡、抑郁、认知功能障碍、记忆力严重下降等情况,这被称为“极地综合症”。阿根廷的布朗站发生过一件事:越冬要结束的时候,站上突然接到通知,要一名医生再越冬一年,没过几天,他点了一把火,把科考站烧了。他被判刑后送进了监狱。曹建西听完这个故事心有戚戚,“很多人听后都觉得这个医生是不是有精神问题……但我听完这个故事心情是十分复杂的,只有真正在南极经历过越冬的人才知道。” 每年4到5月,极夜尚未过半时的日子最难过,曹建西甚至开始在墙上画‘正’字。听老队员讲,以前有一名队员越冬的时候,想要一个人开橡皮艇回国,害得机械师不得不把橡皮艇锁起来。

战胜寒冷,感谢寒冷

1981年5月,国家南极考察委员会办公室成立。在这之前,南极一直是独属于西方世界的一块“神秘之境”,200多年的南极探险之旅,没有中国人的身影,整个19世纪乃至到20世纪中叶,西方各国的开拓者不断地深入南极,甚至出现了领土纠纷,到70年代末,全世界已经有17个国家在南极建立了40多个长年考察站和100多个夏季考察站,没有一个属于中国。一切迫在眉睫,新成立的、主要成员只有5个人的南极办之后他们面临了第一个问题:怎么去南极?

破冰船是极地科考最有效的工具,但那时我国还没有。向阳红10号是我国自行设计制造的第一艘万吨级远洋科学考察船,虽然没有破冰能力,但远洋能力在当时国内首屈一指,它能抗12级风浪,即使船体破损,任何两舱进水也能保证不沉。

科考人员的服装也很重要。上海纺织科学院经过多次试验,研制出用于中国南极考察的羽绒服面料,上海羽绒厂赶制了上千套南极羽绒服和夏考服。天津运动鞋厂、天津大中华橡胶厂和天津长征鞋厂研制出了南极专用的夏季鞋和防寒靴。经过四个多月的准备,建设南极科考站的物资和科学仪器设备共计500吨、千余种全部运抵上海。

搭乘“向阳红10号”船的队员们出发了,他们都签下了“生死状”。船上带了一些大塑料袋,作为尸袋备用。

登岛后,科考队员先要抢建南极考察站的“心脏”——发电站。有了电,才能取暖。

“前16天,没有任何取暖设备,所有的队员都程度不同的生了冻疮。我们穿着统一发放的棉衣棉裤,腰上还扎着一条绳子,但是南极的寒风还是像一盆冷水一样从脊椎骨一直浇到后腰。”中国南极考察事业的开拓者、中国南极长城站首任站长郭琨说。

在中国极地考察四十周年之际,波司登作为极地科考的见证者和参与者,发布了一支《感谢寒冷》视频,致敬人类不断探索未知世界的恒心和勇气,也重现了当时的建站经过和昆仑站队在“冰穹A”地区完成深冰芯钻探的激励人心的场面。

队员每天要劳动十七八个小时,很多人都是和衣而睡。困难很大,但没有一个要求可以妥协。“比如对建站房间的要求是:防寒、保温、抗风、防火和防雪埋,所以房屋的建筑材料都是双层钢板内夹聚氨酯泡沫塑料,墙板轻,建筑是组合式的,钢板在-50℃至-60℃的情况下也不能开裂。”

2008年,中国南极考察完成了从边缘地区向内陆关键地区的历史性跨越。在南极,位于内陆的极点、冰点、磁点和高点是最具科研价值4个点。前三个已被美国、俄罗斯、法国与意大利建站,只有南极内陆冰盖的最高点“冰穹A”还没有“主人”。南极的最高点不是人们通常认知的陆地,而是一层厚厚的冰盖,“冰穹A”更是南极内陆冰盖最高点,被称为“人类不可接近之极”。

2005年1月18日,中国科考队3时15分找到了冰穹A的最高点,测绘出该点为南纬80°22′00″、东经77°21′11″、海拔4093米,实现了人类首次登顶。2008年1月27日,中国第一座、世界第六座南极内陆考察站——昆仑站正式落成。

2008年12月18日,中国第25次南极科考队内陆队从中山站出发,前往南极冰穹A地区

内陆考察的难度更大,要求也更高,最冷的时候,零下九十度左右。随着科研需求的逐年深入,中国极地考察队需要更加专业装备的加持。于是,一批又一批我国自主研发升级极地科考装备涌现出来。

“雪龙号”极地考察船是中国第三代极地破冰船和科学考察船,也是中国最大的极地考察船,能以1.5节航速连续冲破1.2米厚的冰层(含0.2米雪)。1994年10月首次执行南极科考和物资补给运输,已先后31次赴南极。

“极地”号破冰科考船是完全由中国自主设计、建造的新一代破冰科考船,总长89.95米,续航力为14000海里,具备全球无限航区航行能力,一次补给可以保障全船60人在海上生活80天,还能搭载无人机、无人船以及水下自主机器人等装备。2023年12月29日,“极地”号破冰科考船首次公开亮相。

与此同时,为确保科考人员的生命安全,科考服的研发也逐年突破,其中,就包括波司登的专业御寒羽绒服。

波司登研发中国自己的专业御寒服,27 年助力中国极地科考飞速发展。

1998 年,波司登开发出中国人自己的极地御寒服,首次支持了国家极地考察工作,波司登羽绒服随中国北极科考队出征格陵兰豪威德岛,见证了北极科考历程。

同年,波司登与中国登山队一同“闯入”另一个生命禁区,位于世界“第三极”的珠穆朗玛峰,首次助力中国登山队登顶珠峰。

1999年,波司登随“雪龙”号南极科学考察队远征南极。在种种严苛的环境考验下,中国有了一个成功征服“地球三极”的羽绒服品牌。

1999年,中国青年报记者身穿波司登羽绒服在南极

此后,2019 年、2020 年、2021 年、2022 年、2023 年,波司登持续助力中国第 36、37、38 次、39 次、40 次南极科学考察,用科技与实力诠释羽绒服的专业和极致匠心。

2021 年 11 月,波司登助力中国第 38 次南极考察,陪伴南极考察队出征极寒之地

寒冷从来都是一把双刃剑。一方面,面对极限环境,科考队员们有时会面临险境。有人曾在攀登冰穹A的路途中坠入冰洞,浸入刺骨的冰水里;有人在极限环境中不小心迷失方向。一次,在昆仑站开展作业时,南极测绘研究中心博士研究生耿通因为需要点触手机屏幕,不能穿戴厚手套,导致手指被超过-30℃的极寒冻伤,面临截肢的风险,医生为他做了引流治疗,才保住手指。

而另一方面,经过多年探索,中国极地科考事业可谓发展飞速,在极地冰川学、海洋学、地质学、生态学等领域取得了诸多世界公认的科研成果,从追赶者成为引领者。

水哥的南极奥德赛

10月30日,波司登再次助力中国第41次南极考察队出征,南极大使“水哥”王昱珩也前往了世界尽头,体验科考队员的一天。王昱珩此行前往的是位于南极内陆的中山站,南极全洲年平均气温为-25℃,内陆高原平均气温低至-56℃,挑战难度几何倍数增长。

考虑到此行的极端环境,王昱珩在出发之前,特地前往波司登·极地研究中心的极地考察极端环境实验室进行了适应性训练。

从520杯一模一样的水中随机挑选一杯,观察后,再把这杯水放进其余的519杯中,再找出这杯水。在《最强大脑》节目中,王昱珩分分钟完成了挑战,“水哥”名号由此而来。面对南极,王昱珩却感受到新的压力。

“如果这场适应性训练过不了,我就没资格去南极了。”王昱珩说。

2024年4月25日,在极地科考40周年之际,波司登与极地研究中心举行中国南北极考察合作签约。波司登集团科研中心打造了极地考察极端环境实验室,用于新材料、新品类、新科技与新技术的落地应用。其中,极地气候室拥有极端环境模拟验证能力,能够在极地气候室内模拟-70°C低温和9 级大风。

拿下体能训练后,王昱珩就要进入实验室进行环境适应性训练。与王昱珩一起面临考验的,还有波司登在这次南极考察中正式亮相的“黑科技”,首创的动态御寒科技,能让考察队员在突破零下50℃的情况下工作。所有测试必须在运动中进行,30分钟低温测试之后,王昱珩在极地考察极端环境实验室又迎来了下一项考验,20分钟9级强风测试。波司登·极地研究中心的极地考察极端环境实验室最高可模拟9级风力,风速大约为20.8~24.4米每秒,让考验更加贴近真实的南极了。

王昱珩进行适应性训练

南极大陆表面温度低,附近的空气迅速被冷却收缩而变重,密度增大。而覆盖南极大陆的冰盖就像一块中部厚、四周薄的“铁饼”,形成一个中心高原与沿海地区之间的陡坡地形。变重了的冷空气从内陆高处沿斜面急剧下滑,到了沿海地带,因地势骤然下降,使冷气流下滑的速度加大,于是形成了强劲的、速度极快的下降风。在寒冷地区,凶猛的狂风很快就能带走人体的热量,使人发生冻伤甚至冻死事故。

极地常见的风雪情况

20分钟9级强风测试顺利结束,通过适应性训练的王昱珩却不太兴奋,因为真正的挑战才刚刚开始。10月30日,王昱珩出发,深入南极腹地,实地测试波司登的最新极地极寒系列产品。经过漫长的飞行抵达南极后,寒冷立即迎面而来。虽然脸上像刀割似的,但测量仪器显示的温度也让他确信衣服里面是温暖的。

王昱珩在测试羽绒服内的温度

中山站是我国开展南极内陆考察的大本营。在极地气候里,光有静态保暖是不够的。内陆队的科考队员十分辛苦,他们每天早晨 6 点开始准备工作,8 点出发,直到晚上 6 点安营扎寨,中途只能吃点零食稍微填填肚子。有时,为了采集珍贵的南极生物样品,可能会连续工作三天只休息三四个小时。有时,会连续开 10 多个小时的重型雪地车。

科考队员经常会面临“动起来热,静下来冷”的情况,这时就需要衣服会“呼吸”,把多余的湿气呼出去。

曾参加过中国第 31 次、32 次和 36 次南极科学考察的李航回忆起当年自己的装备,厚厚的“企鹅服”里面加穿了一套羽绒内胆,崭新的护膝和护腰也都被派上了用场。在雪地里深一脚浅一脚地前行,阳光强烈得让大家抬不起头,大约半小时后,走在最前面的他停了下来,坐在雪地上,取出“企鹅服”里热腾腾的护腰,丢在背包里。等大家都靠近了,才发现每个人已经是大汗淋漓。

“有一次我独自外出拍摄,自信地没带导航设备,没想到在黑夜之中迷失了方向,走了好几个小时都没有找到正确的路。夜晚的寒风中,呼出的水汽在眼镜镜片上结成了冰,整个人的心态都有点崩溃了。”在寒夜中徘徊了几个小时后,才看到了站区微弱的灯光,“就像在大海上看到了岸边的探照灯。”

王昱珩在南极

遇到这样的情况,如果无法做到动态保暖,这种温度变化就极易造成失温,威胁生命安全。只有动起来了,才能知道一件羽绒服是不是真的适合极地户外工作。取冰芯、取气象数据,王昱珩进行了一项项真实的体验。“那个像鲨鱼腮一样的排气系统是很有价值的,衣服像有呼吸一样,多余的水汽从上下两端排出,温度和湿度就刚刚好。”王昱珩说。

此行深入南极内陆,王昱珩选择了波司登极寒家族的高端系列,这也是中国南北极考察同款羽绒服。它搭载史上最强极地御寒保暖科技,获ISPO全球户外大奖,体验过它的南北极科考队员对它有三个概括,更保暖、更透汽、 更轻量。

据了解,这款羽绒服采用了北极熊绒舱结构,立体与错格叠态充绒结构能让羽绒分布更均匀, 360°无冷点,从而实现更保暖。

与此同时,王昱珩所提到的衣服有“呼吸”的体验,则是另一个“黑科技”——南极鲨鱼腮式排湿呼吸系统,它为羽绒服赋予独立的呼吸系统,达到温湿平衡,高效排出湿热气体,时刻保持干爽体感。运动时,热气和湿气能够从里面排出去,停下来时,冷气和水汽进不来。虽然功能多了,但由于羽绒服采用 G-TEX 轻量化面料,20D 极轻里布,却拥有更加极致的轻量化。

下午三点,拜访俄罗斯考察站。南极在夏天很热闹,像一个国际社区一样。站与站之间都没有围墙和栅栏,甚至大门都不会锁。在这一个小小的国际社区里,大家都彼此照顾和关爱,遇上节日都会邀请其他站的队员一起参加,如果哪个科考站遇到困难,其他站的队员也会过来帮忙。早几年,长城站的一辆大吊车就会经常被借到其他站去帮忙。

“越是在这种冰雪覆盖的旷野上,人与人之间越是洋溢着无条件的热情。”王昱珩感慨。

在南极最黑暗的时刻,各国科考队员们要共同庆祝“仲冬节”,这是南极特有的、最重大的节日,每年6月21日为北半球的夏至日,虽然仲冬节是南极最黑暗的一天,给越冬队员的心理暗示却是极夜的结束和光明的归来。

边界之外的召唤

自1998年首次参与国家极地考察工作以来,波司登的品牌和产品技术发展,与中国极地事业发展一直同向而行,48年专注羽绒服研发。

“不要小看一朵羽绒,从一朵羽绒到亿万产业,里面有非常多的技术。”波司登集团副总裁兼供应链管理中心总经理何茂生表示,好材料的溯源和管控是波司登的重要抓手。在这里,甚至小到一条拉链,都需要承受1万次负荷拉次测试,面料则需历经2万次耐磨测试,只有通过测试的原材料,才能进入波司登生产线,最终进行销售。

一年又一年,波司登一直在探索着极地羽绒服研发和生产的边界。2017年,极寒一代,首次搭载中国极地科考御寒科技;2018年,极寒二代,最高可抵御零下30°C;2022年,极寒三代,轻量舒适升级,减重200g;2023年,极寒四代,首次突破抵御零下40°C;2024年,极寒五代继续升级,可抵御零下50°C。

除了持续多年助力中国的登峰和极地科考事业,经过多年的打磨,手握硬核科技的波司登也将这些尖端技术民用化,面向大众市场推出相关产品。登峰、极寒、滑雪等三个经典系列便是由此而来。专业级别的登山服、防寒服、滑雪服,不仅检验了波司登在专业御寒领域的最高水准,也展现出波司登不断征服顶尖技术的勃勃野心。

波司登迄今参与了几十项国际标准、国家标准和行业标准,以及数百项企业技术标准的制修订工作。截至2023年9月30日,波司登集团已累计获得746项发明、实用新型及外观专利。

一切都是人类边界之外的突破与探索。

2023年波司登助力第40次南极考察

40年来,无数科研人员前赴后继地前往南极这片荒无人烟的极端之境。然而正是在这片气候恶劣的大陆上,蕴藏着丰富的资源和能源,其中包括世界上最大的铁山和煤田、丰富的海洋生物和油气资源,以及地球上72%以上的天然淡水资源。因此,南极考察事业对于人类发展有着至关重要的作用,能够促进海洋经济发展,推动国家的经济发展战略。

让我们再次回望历史,1959年,在南极建立了科考站的美、英、苏、日等12个国家在华盛顿签订了《南极条约》。该条约冻结了南极主权,即各国对南极领土主权的任何要求,在《南极条约》生效期间不被否定,也不被肯定。条约将于1991年到期,之后是续签还是订立新条约,会不会开放资源开采,都很难预测。

到上世纪70年代末,已有18个国家在南极建立了40多个常年科学考察基地和100多个夏季站,俨然是在为未来的领土诉求做舆论准备。

1983年6月,中国以缔约国身份加入了《南极条约》。同年9月,我国第一次派出代表团出席在澳大利亚堪培拉召开的《南极条约》会议。中国代表团只有三人,郭琨是其中之一。

“因为当时我们在南极没有建站,虽然加入了南极条约,但我们国家是缔约国,不是协商国,没有表决权。”要成为《南极条约》协商国,有两个硬性指标:一个是在南极建立科学考察站,二就是要在南极开展科学考察活动。

郭琨记得,“从座次到文件发放,中国代表团受到的都是二等公民的待遇,协商国的代表按名字首个字母排序依次坐在前排,我们都是随便坐在后面,也没有桌子。发放会议材料的时候,递给我们的袋子里只有会议的议程安排和与会人员名单,关于会议的内容,一个字儿也没有提。”

当大会进行表决的时候,会议主席把手边的榔头一敲,说:“请缔约国代表退到会场外喝咖啡。”郭琨说,他“几乎是含着眼泪”从协商国代表的身后默默退出会场的。

那年参加会议的有16个协商国、9个缔约国。在联合国5个常任理事国中,只有中国不是《南极条约》的协商国,也只有中国没有表决权。

1985年2月20日,中国长城站落成,在揭开我国南极科考事业序幕的同时,也让中国在1985年10月7日正式成为《南极条约》协商国,获得了南极事务的决策权。

1985年2月20日,中国长城站在乔治王岛举行落成典礼

一个“小城市”般的考察站,是54名考察队员,在J121船突击队的大力支援下,全力以赴,用短短27天时间建立完成的。这样的“南极速度”,在各国的极地考察站中,绝无仅有。

“长城站”铜制站标被镶嵌在第一栋屋门正上方,意为“万里长城向南极延伸”。在长城站主楼前,队员们竖立了一块路标牌——17501.949公里,这是长城站与北京的距离。

郭琨给北京发电报告:“中国南极长城站胜利建成了。”

目前,中国在南极建立长城站、中山站、昆仑站、泰山站、秦岭站,在北极建立了黄河站、中-冰北极科考站,成为世界上为数不多同时实施两极考察的国家之一。航次有终,求索无极,我们向边界之外的突破与探索,一直在继续。

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