日常生活的化学

二氧化碳与北极

二氧化碳排放量的不断增长会使北极冰消失吗？这一严重影响未来地球气候以及人类生存环境的问题长期以来困扰着科学工作者。一部分科学家认为，21世纪大气中二氧化碳含量的成倍增长，将使北冰洋环境温度上升，相当于美国国土面积的北冰洋冰层会因之全部融化，如此巨大的地球环境改变，势必给未来世界带来灾难性影响。但也有一些气象学家的分析表明，二氧化碳的影响未必如此严重。

其实，可对北极冰未来去留起直接作用的，尚远不止二氧化碳这一个因素，诸多条件的变化究竟在今后如何影响北冰洋，科学家们正坚持不懈地进行着理论上的研究，但所得出的各种结论均有待实地观测结果的支持。为此，美国科学基金会启动了迄今为止规模最大的北冰洋冰层研究计划，共汇集5个国家50余位科学家，耗资1950万美元，预计用1年的时间采集大量有关数据，其目的在于排除当今地球气象预测中的一些主要不确定因素。

目前，被科学家们租用一年的加拿大海岸警卫队“德格罗斯里尔斯号”重型破冰船已冰封于北冰洋巨大的漂流冰块之中，成为北冰洋表热预测计划执行过程中名副其实的冰上大本营。这艘破冰船停泊在阿拉斯加海岸以北大约512千米的冰层之中，1997年10月2日，它关闭了动力系统，开始执行为期一年的研究工作。同时参与行动的还有一艘护航破冰船、两艘护卫舰、观测飞机和探空气球。核动力潜艇“射水鱼号”也为营地提供水下支持，定期在浮冰下巡航，观测海底情况及冰况变化。

研究小组截取30英里范围的洋面，对从海底穿越冰层直到大气的一个圆柱体范围进行细致观测。这一范围包括了厚冰层、表面融化部分、冰层断裂、雪覆盖等多种具有代表性的冰层现象和几乎所有的气候条件。以破冰船为中心择取了一个北冰洋典型环境区域。科学家们在这一柱体范围内安装了上千个传感器。水下传感器持续监测海水温度、盐浓度以及不同深度的海流速度与方向。设置在冰层深孔中的传感器会及时提供冰温和冰层应力等方面的变化数据。而观测塔、探空气球、雷达和激光设备也正穿越大气对大气层进行监控。尽管如此，整个研究过程仍是异常艰难，许多宝贵数据常常是在资金困难、环境恶劣、手指冻伤的情况下获得的。

北冰洋气象动力学方面的实地研究，还将为气象分析人员更好利用极地海洋卫星图像资料提供帮助。以往科学家们在使用这些卫星观测图像时由于无法可靠区分云层与冰层，因而很难正确把握气候的变化趋势，因为云层与海洋冰层在气候活动中的作用是极为不同的。根据实际地表现象对卫星图像进行准确识别，也将是本次行动对气象研究的一项重大贡献。

伟大的挪威探险家和科学家弗里奇，在1893年曾将他的“弗雷姆号”木船冻入北冰洋冰层之中进行科学考察，“德格罗斯里尔斯号”是此后第一艘自困冰中的科研用船。北冰洋表热预测计划项目主任里查德·莫里茨称，只有通过观测获取大量准确复杂而又详尽的数据，一些影响全球气候的问题才有可能获得正确答案。这项计划将把测定结果带入理论研究领域，并验证其正确与否。我们都愿意相信，“德格罗斯里尔斯号”从冰海胜利返航之时，21世纪北极冰是否会全部融化等问题当有令人信服的答案。