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日本推出新一期南極觀測計劃

產出機構:中國科學技術信息研究所   
提交機構:中國科學技術信息研究所   
產出日期:2016-01-29   
發布日期:2017-10-10   
作者:中國科學技術信息研究所;   

 

摘要: 

2015年底,日本南極地域觀測統合推進本部公布了《南極地域觀測第9期6年計劃》,立足于全球視野,根據社會需求推進尖端科學研究。該計劃重視推動南極觀測的新發展、強化觀測基礎設施建設,尤其重視與其他國家的國際合作并力圖在合作框架中建立日本的領導地位。第9期計劃還展望了未來中期計劃的目標與措施。

關鍵字: 日本;南極觀測計劃;基礎設施建設;地域觀測;尖端科學;

  一、基本方針
  理解氣候變化原理,精準預測未來氣候已經成為當今社會的強烈要求。日本通過實施第8期南極地域觀測計劃(以下簡稱“第8期計劃”),闡明了南極地域現在與過去的變化情況。第9期南極地域觀測計劃(以下簡稱“第9期計劃”)在第8期計劃成果、半期評估以及國際研究動向的基礎上,立足于全球,根據社會需求推進尖端研究。
  二、觀測計劃與設計運營計劃
  第9期計劃由“觀測計劃”與“設計運營計劃”組成,其中,設計運營計劃對觀測計劃起支撐作用。
  1.觀測計劃
  (1)研究觀測
  研究觀測分為重點研究觀測、一般研究觀測與萌芽研究觀測三大領域。一般研究觀測基于研究人員的自由申請,開展短期觀測活動。萌芽研究觀測是為了推動未來研究而進行的預備觀測、調查以及技術開發等活動。兩者課題均采取公開招募形式。
  重點研究觀測則是關鍵內容。第9期計劃中的重點研究觀測以闡明南極地域的變動和內部的相互作用以及南極地域氣候變化與地球系統變動的關系為目標,設定了研究主題--“始自南極的地球系統變動”,并實施了三個子主題。
  主題1:利用南極大氣精密觀測探索全球大氣系統
  大氣循環是氣候系統的主要要素之一,正確把握并定量理解其循環機制是開展未來全球氣候預測的關鍵所在。第9期計劃將充分利用昭和基地大型大氣雷達系統,以全年觀測為核心,開展多角度復合觀測以及國際共同觀測。此外,要探索極地地區特有的多種大氣物理現象、可能發生的較少太陽活動給極地大氣環境帶來的影響以及大氣循環對南極冰床的作用等,致力于闡明極地大氣對地球系統的影響。
  主題2:在冰床以及海冰邊緣區域測定大氣-冰床-海洋的相互作用
  了解極地地區特有的大氣-冰床-海冰-海洋間的相互作用,以及由此導致的海冰、冰床等生態系統以及地球變化情況,是解釋地球系統變動的關鍵之一。第9期計劃的目標包括闡明海洋酸性化的原因,掌握南極東部沿岸地區的特殊變化情況以及環境影響因素。
  主題3:復原南極古代環境,解開地球系統變化之謎
  復原南極地域在不同的時間和空間范圍內的環境變化史,對于解釋其在全球氣候變化中的作用極其重要。第9期計劃將著手建設內陸新基地,開展更深層的冰核鉆取工作,力圖追溯到80萬年前的氣候變化情況。同時,為復原大陸冰床的變化史,需要對內陸山地及沿岸地區進行地形地質勘探調查,并對南極冰床擴大和縮小時期的陸上生態系統變遷情況進行復原。
  (2)基本觀測
  基本觀測由常規觀測(由信息通信研究機構、國土地理院、氣象廳、海上保安廳、文部科學省實施)和監督觀測(由國立極地研究所實施)組成。常規觀測項目主要包括電離層觀測、氣象觀測、地質觀測、海洋物理化學觀測、海底地形調查、潮汐觀測;監督觀測主要包括高空監測、大氣水循環圈監測、地球圈監測、生態系統變化監測、利用地球觀測衛星數據開展的環境變化觀測。
  2.設計運營計劃
  第9期計劃將優先完善昭和基地,繼續減輕環境負荷,建設環保高效基地。同時考慮到未來第10期計劃的需要,本期計劃將會對內陸物資運輸系統進行完善,提高物資輸送能力。
  一是有計劃地使用燃料并充分利用可再生能源。由于負責物資運輸的“通知”號對燃料的運輸能力有限,但燃料需求卻在日益增加,為保障南極地域觀測事業的可持續發展,必須要充分利用可再生能源。當前已經引入了太陽能發電裝置,但在極夜期間不能使用。在第9期計劃中,將會增設風力發電裝置,提高昭和基地可再生能源的使用比率,減少礦物燃料消耗。
  二是繼續實施環境保護策略。第9期計劃將會引入廢氣處理設備,保護南極地域的大氣環境。此外將會優先處置需要掩埋的廢棄物,并將置于基地附近的重型機械等廢棄物移走。
  三是更新基地的老舊設備并進行集約管理。第9期計劃前期將會重點建設基本觀測建筑物,改善觀測環境,實現節能環保;計劃后半期將會更新老舊發電設備,并增設可再生能源運行裝置,造水裝置等,減輕環境負荷,實現節能環保。
  四是保障基地的安全和效率,減輕隊員負擔。昭和基地將引入智能城市理念,建立安全高效的觀測基地。一是從安全管理的角度出發,減少隊員單獨執行任務以及惡劣天氣的外出頻率。二是陸續更新電力和生活用水輸送設備等生活基礎設施,降低事故以及環境污染風險。在設備更新時,要利用衛星以及IT技術積極加強與國內的合作,實現基地的高效運營管理,降低隊員的勞動強度。
  五是研究提高物資輸送能力,為開展內陸觀測活動做準備。考慮到第9期計劃以后南極內陸基地建設的大量物資需求,必須建立減輕隊員負擔的高效輸送系統。考慮到未來向基地輸送精密儀器的需要,必須要開發減少震動的運輸方法。第9期計劃將會繼續開展新型大型雪橇以及無人牽引車的實證試驗,推動新的輸送系統投入使用。
  三、其他推進事項
  1.完善觀測支援體制
  南極地域觀測事業首先要保障隊員的安全。在此基礎上,將利用“公開利用研究”制度、航空器、海洋觀測船等多種觀測手法,有計劃地切實推進科研計劃。同時要合理利用“通知”號,以年度為單位,有效地開展物資運輸。為保證南極觀測活動安全高效地推進,要實施有效的隊員編排和訓練,要加強南極科考現場與國內支援機構的合作,構建危機管理等支援體制。
  2.推動國際合作
  在遵守南極條約的前提下,日本積極推進國際合作,開展共同觀測,互相使用基地設計運營資源。一方面要加強與其他國家尤其是與亞洲國家的合作,另一方面要確保合作中日本的獨立性和領導地位。
  3.做好信息公開,加強人才培養
  要利用多媒體向國民積極宣傳南極地域觀測事業的科研活動和成果,利用國立極地研究所的南極北極科學館,積極向公眾解說展示。從人才培養角度,要鼓勵研究生參與到南極地域觀測事業中,致力于培養一批青年研究人員。針對兒童以及中小學生,要通過科技館展示,提高其對南極科考事業的興趣。
  四、第10期以后的中期計劃展望
  1.除繼續在昭和基地開展大型大氣雷達觀測外,第10期計劃將在富士圓頂基地周邊的內陸地區以及毛德皇后地沿岸地區開展大范圍的調查觀測活動。此外要積極開展國際合作,推進無人觀測網絡建設。
  2.隊員的活動規模將擴大化,活動內容更加多樣化。為促進觀測隊的高效運營,討論實行新的區分專業隊員和同行人員的組隊方式。
  3.要完善南極地域的觀測環境和設備,最大限度地發揮計測技術的作用。為實現基本觀測成果對制定、實施新研究計劃草案的輔助作用,要積極做好數據公開和使用的相關工作。應當積極引入最尖端技術,利用現有的信息通信體制,加強與國內相關部門的合作,充實數據庫資源。
  4.進一步加強環境保護,對觀測活動對南極地域自然環境造成的影響開展持續評估。此外,要將南極地域觀測事業作為國家事業繼續推進,并通過這一事業提高日本的國際影響力。
  (中國科學技術信息研究所 劉亞坤 編譯 張翼燕 審校)


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