日本国立研究开发法人海洋研究开发机构(JAMSTEC)正在建造一艘新型观测船,用于北极地区的研究观测。该船在下水仪式上被正式命名为“未来2号”,目前正为2026年11月的正式交付做整备。“未来2号”最大特征是日本研究船中首艘具备破冰能力的船只,将成为深度参与全球气候变化的北极地区观测任务的中流砥柱。2025年4月,北极冬季海冰区面积创卫星观测史上最小的消息披露后各界担忧加剧,对探明北极真实面貌的“未来2号”的期待正在提升。

“未来2号”下水仪式(摄于2025年3月,横滨市矶子区,供图:JAMSTEC)
“填补数据空白”
“未来2号”的建造规格为全长128米、宽23米,总吨位1.3万吨(表示船舶大小和运输能力),乘员97人。建造费用为339亿日元。该项目由造船巨头日本海事联合株式会社(总部位于横滨市)于2021年8月在横滨市矶子区工厂启动建造,2025年3月19日举行下水仪式。日本天皇的长女敬宫爱子公主亲临现场,执斧切断固定船体的“支纲”,完成下水环节。未来将推进内装及设备安装等工作。
“未来2号”是现役海洋地球研究船“未来号”的后续型号。“未来号”由日本首艘核动力船“陆奥”改装而成,于1997年竣工,作为全球最大级别的海洋观测船长期承担着北冰洋、太平洋及印度洋等海域的调查工作。尽管它拥有优秀的抗冰、航行能力,但因缺乏破冰能力,未能深入海冰区。相较之下,“未来2号”能够在连续破除1.2米厚平坦海冰的同时,还能以3节(时速5.6公里)的航速行进,达到了“极地级4(Polar Class 4)”的充足破冰及抗冰能力。
JAMSTEC北极地区研究船推进部的赤根英介部长介绍道:“北极或许给人以远离日本的印象,但其变化正对包括日本在内的整个地球产生着影响。由于各国公布的变化预测偏差很大,因此亟须更为详细的观测。我们将通过‘未来2号’,开展填补数据空白的国际观测项目,为解决各种课题做出贡献。”

破冰前行的“未来2号”想象图(供图:JAMSTEC)
据赤根部长介绍,“未来2号”作为科学考察船,罕见地采用了双燃料引擎,既能使用普通柴油,又能使用LNG(液化天然气)。此外,该船还搭载有气象观测用多普勒雷达、鱼群探测仪、远程操控无人潜水艇、直升机,以及能够搭乘研究人员并将其降至海冰上的“载人吊篮(Man-Riding Basket)”等设备,“实现了各类海域大气、气象、海洋与海冰的全方位观测研究功能”。
需要说明的是,日本国立极地研究所(简称“极地研”)的南极观测船“白濑号”,目前虽由海上自卫队作为破冰舰使用,但其主要任务是物资与人员的运输。而能够破冰的科考船,“未来2号”被认为是日本首艘。
海冰的“地暖”、北极航道……研究课题堆积如山
与南极大陆不同,北极地区大部分为海洋,北极点亦位于海水冻结而成的海冰之上。今年1月,JAMSTEC与北海道大学、东京海洋大学等组成的研究团队发现,太平洋的暖水正流入海冰下方,导致热量持续显著积聚的现象,甚至在一些很少有这种现象报道的地区也是如此。有观点指出,这些热量会像“地暖”一样具有加热、融化海冰的风险。JAMSTEC北极环境变动综合研究中心的菊地隆主任表示:“必须详细调查热量的来源以及(与海冰)如何相互作用。”
理解极夜前后海冰形成与消融的过程,同样是一项课题。阐明各地森林火灾的产生并经大气传输的煤烟在北冰洋加速海冰融化或成为云凝结核的物理机制,以及探究北冰洋的历史等研究亦至关重要。
连接大西洋与太平洋的北极海航道在夏季的部分时段因海冰消融而开通,相较于取道埃及的苏伊士运河相比,航程大幅缩短。人造卫星的观测数据对判断通航可行性等至关重要。然而,尽管卫星数据显示“无法通行”,但根据实地海冰状况与船舶等级差异,仍存在可通行的情况。“海冰状况与卫星数据的偏差对航道至关重要,必须进行调查”(菊地)。
“未来2号”的观测计划由JAMSTEC与极地研共同制定。根据观测计划,该船投入运营后,2027年的首次北极航行将以北极点为目标。随着2032~2033年第五次“国际极地年”的临近,每年的计划正逐步具体化。同时人才培养也被提到日程上来,以确保船舶的长期运用。

直升机拍摄的北极海冰(摄于2008年9月,供图:JAMSTEC)
海冰区域面积创历史最小纪录,持续开展太空监测
3月20日,冬季的北极海冰区域面积的年度最大值1379万平方公里。日本国立研究开发法人宇宙航空研究开发机构(JAXA)与极地研组成的研究团队4月18日宣布,这一数值创下卫星观测史上的最小纪录。该结论是基于2012年起投入使用的“水滴号”水循环变动观测卫星等日本国内外卫星47年间的观测数据判断得出的。
JAXA的山川宏理事长在当天的发布会上表示:“北极海冰区域面积的缩减对气象和海洋环境的影响令人担忧。此次成果让我们再次认识到,持续进行观测数据的收集和研究分析非常重要。我们希望为气候变化的监测做出更多贡献。”
“水滴号”卫星对海冰区域的解析,运用了高性能微波辐射计“AMSR2”。该设备的工作机制是捕捉地表、海面及大气等发射的微弱电磁波。JAXA、日本环境省及国立环境研究所计划6月24日,利用H2A火箭50号机,搭载发射“水滴号”卫星的后续型号——温室气体与水循环观测技术卫星“GOSAT-GW”,该卫星配备的高性能微波辐射计“AMSR3”的观测波段得到了扩展。

温室气体与水循环观测技术卫星“GOSAT-GW”想象图(供图:JAXA)
受昭和基地的活动、以及被拍成电影的观测队桦太犬等故事的影响,对于现代不少日本人来说,或许对南极的印象比北极更为深刻。即便是知晓观测船“白濑号”,但对“未来号”观测船不甚了解的人恐怕不少。然而,以南极探险闻名的白濑矗(1861~1946)最初也曾是以北极探险为目标的,这表明日本人在历史上一直怀揣着探索北方的热情。期待以“未来2号”为代表的观测手段能继承这一志向,正如船名所示,为人类的未来做出积极贡献。
原文:草下健夫/JST Science Portal 编辑部
翻译:JST客观日本编辑部
【相关链接】
JAMSTEC 北极地区研究船项目
同上 北极地区研究船“未来Ⅱ号”命名暨下水仪式举行
JAMSTEC等机构新闻稿 依据20年间航海数据揭示北极海冰下蓄热现象正在加剧
JAXA等机构新闻稿 北极冬季海冰区面积创卫星观测史上最小
JAXA 水循环变动观测卫星“水滴号”
JAXA 温室气体与水循环观测技术卫星“GOSAT-GW”