見證北極（簡體書）

2018年初，高登義先生給我發電子郵件，告訴我福建少年兒童出版社要為他出版一套名為“高登義科學探險手記”的科普叢書，目前已經獲得相關出版基金的資助，正在校稿過程中。他還說這很可能是他出版的最後一套科普書了，很想把這套書的質量做得高些。希望請我為叢書寫序。我是學生命科學的，對地學一竅不通，承擔這項任務肯定是班門弄斧。幾經推辭最終還是成了“一只被趕上架的鴨子”，基於以下考慮，我只能“恭敬不如從命”了。
我與高登義先生是中國科學技術大學的校友，他高我一屆，是中科大第一屆地球物理系（5813系）學生。我是第二屆生物物理系（5912系）學生。有幸借此機會學習老校友的科研成果和對國家乃至世界的貢獻我將是獲益的，應老校友之邀請做點事情是值得高興的，也是應該的。
中國科學技術大學是1956年黨中央發出“向科學進軍”的號召，並制定出《1956—1967年全國科學技術發展遠景規劃》的時代背景下，由中國科學院集中了中國最好的科學家群體，改變我國教育傳統模式，把教育和科研密切結合起來，在當年中國高等教育理工分家的情況下，於1958年建立的一所培養新興、邊緣、交叉學科的尖端科技人才的大學，新型的理工結合、科學與技術結合的大學。當年周總理直接關懷、聶榮臻副總理鼎力相助、郭沫若校長親自掛帥、張勁夫書記嚴格把關，要求中科大繼承抗大優良傳統、勤奮艱苦樸素，在新時代勇攀科學高峰。因此中科大是“向科學進軍”年代裡的“新抗大”，立志科教報國是中科大人的核心價值觀，學術優先是中科大文化的基本色。多年來，中科大人不跟風、不盲從、不左顧右盼，表現出對黨的事業的赤膽忠心和對科學原則的執著堅守。我為我們中科大培養出了“我國完成地球三極（南極、北極、青藏高原）科學考察第一人”的大氣物理學家高登義先生感到由衷的自豪！
我在中科大學習期間並不認識高登義同學，但認識地球物理系的幾位體操隊隊友，我這個上海人第一次欣賞到她們那抑揚頓挫如吟詩般的川味普通話。直到1999年，我在一次科學院召開的會議上才認識高登義，他不久前（1998年10月29日一12月3日），作為科考隊隊長成功完成了中國科學家“徒步穿越雅魯藏布大峽谷科學探險考察”的壯舉。因為是科大校友相遇，感到格外親切，他送給我一個“徒步穿越雅魯藏布大峽谷科學探險考察”的紀念信封。記得當時談到雅魯藏布大峽谷的“開發”問題，他堅定地說，“開發”必須是謹慎的、符合科學規律的，不能盲目，不能一哄而上，不能商業化，要先做充分的研究和規劃，有計劃地去做。
我本人是做蛋白質科學的基礎研究，基本上是悶在實驗室裡，時時右手持著一把移液槍，左手捏著一個小試管，與各種儀器打交道，與高登義先生在高山、極地和海洋中做氣象科學研究以及科學探險實在是風馬牛不相及。但我從小熱愛大自然，還曾暢想過做一名地質學家。改革開放後條件好了，只要有時間，我也會利用在國外和國內各地參加學術會議的機會，參觀附近的名山大川、名勝古跡，了解民俗文化。但是對我這樣一個普通人，南極、北極、喜馬拉雅山、雅魯藏布江……那絕對是奢望，做夢也必然是一場黃粱美夢。世界上有多少人哪怕只有一個這種“極地”的經歷？又有幾多人有全部這四個“極地”的經歷？[請原諒我這個外行擅自把世界上最長（504.6千米）、最深（6009米）之雅魯藏布大峽谷非專業地也稱為地球的一個“極地”。]所以我對高登義先生有如此豐富且奇跡般的經歷，十分敬佩，更是萬分羨慕。後來我得知他擔任中國科學探險協會主席，組織並帶領科技工作者和青少年開展了許多實地科學考察活動，並做了非常多的科普講座，便推薦他為九三學社中央舉辦的《九三講堂》的報告人。他也常把他工作和“閑事”的一些照片和記錄通過電子郵件送我欣賞。去年我讀了蔡春山先生采訪高登義的新書《勇探三極——南極北極珠峰》，對高登義先生的科考生涯又多了認識。
高登義先生半個世紀如一日在中國科學院進行正規的科學考察和嚴謹的學術研究。他師從中國大氣物理學泰斗葉篤正先生完成大學畢業論文，大學畢業才兩年就被中科院從地球物理研究所的一千多名工作人員中挑選出來參加“絕密級”的珠峰登山科學考察。作為學術秘書，他協助葉篤正教授組織當時最大規模的“北京國際青藏高原科學討論會”，並成為兩位在大會發言的中國科學家之一。就在這次發言中，他代表中國科學家正式提出“青藏高原是地球第三極——最高極”的觀點。他參加制作的登山天氣預報準確地預報了宜於珠峰登頂的登山天氣時段，保證了登山隊員攀登頂峰順利進行。1982年他被中國科學院任命為科學考察隊副隊長，協助劉東生隊長對雅魯藏布江下遊及其共存的南迦巴瓦峰地區進行徒步穿越和科學考察，正式命名了“雅魯藏布大峽谷”。在學術方面他開創了山地環境氣象學新的研究領域，重點研究地球三極地區與全球氣候環境變化的相互關係，出版了《中國山地環境氣象學》專著。葉篤正、劉東生、陶詩言三位院士對該專著做出最權威、最科學、最中肯的評價。
高登義先生先後榮獲中國科學院科技成果特等獎、國家自然科學二等獎、竺可楨野外科學工作個人獎等，被評為“全國先進工作者”和“全國優秀科技工作者”，是享受國務院政府特殊津貼專家，但他的科學成果絕非可以“唯SCI論文是瞻”來評價的。他把學術研究的成果用來指導實地的科學考察，又在科學考察中凝煉出新的科學理論。此外他的科考還對國家政策的制定和維護國家利益做出過重要貢獻。
2018年1月26日，國務院新聞辦公室發表《中國的北極政策》白皮書，這是中國政府在北極政策方面發表的第一部白皮書。白皮書中提到1920年2月9日在巴黎和平會議上簽訂的“斯匹次卑爾根條約”（Spitsbergen Treaty，也稱“斯瓦爾巴條約”Svalbard Treaty）。中國在1925年加入了“斯匹次卑爾根條約”，這為中國在北極的權力和參與北極事務奠定了歷史的、法律的基礎。很快我看到高登義先生《我與‘斯瓦爾巴條約’情緣》的博文。我們普通人哪裡知道幾乎100年前我們中國人就已經可以在3000千米之外的位於挪威大陸與北極點兩者之間的斯匹次卑爾根群島（6.2萬平方千米）自由出入，無需簽證，享有在該群島地域及其領水內的捕魚、狩獵權，開展海洋、工業、礦業、商業活動的權利和開展科學調查活動的權利。幸運的高登義1991年夏在參加北極國際科學考察中，得到了挪威卑爾根大學Y.Gjessing教授饋贈的“Arctic Pilot”（《北極指南》），使他第一次看到了“斯瓦爾巴條約”的原文，知道中國已經於1925年成為條約的成員國，知道凡條約國都可以在斯瓦爾巴群島上建立科學考察站。從此。他開始走上一條為中國在北極斯瓦爾巴群島上建立科學考察站而不懈努力的長路。1996年，中國成為了國際北極科學委員會成員國，使中國的北極科研活動日趨活躍。在中國科學院、中國科協的領導下，通過中國科學探險協會和人民日報社、中國新華社、中央電視臺等新聞媒體的共同努力，特別是挪威王國政府的支持和民間經費相助，作為“斯匹次卑爾根條約”成員國的中國終於在80年後的2004年，在斯匹次卓爾根群島的新奧爾松地區建成“中國北極黃河站”。
習近平總書記在2017年的“科技三會”上指出：“科技創新、科學普及是實現創新發展的兩翼，要把科學普及放在與科技創新同等重要的位置。沒有全民科學素質普遍提高，就難以建立起宏大的高素質創新大軍，難以實現科技成果快速轉化。”高登義先生是極其優秀的科學家，又是極為突出的科普教育專家，他用實際行動實踐了習主席的重要指示精神。
2018年1月29日，由中國科協、人民日報社主辦的“典贊·2017科普中國”活動。將“2017年十大科學傳播人物的特別獎”頒給了中國科學院老科學家科普演講團。高登義先生作為代表之一上臺領獎。正如《人民日報》2018-1-30在倒頭條的“今日談”欄目中以“為熱心科普者點讚”為題，報道的中國科學院老科學家科普演講團事跡：“有一群人，不僅把青春獻給了共和國的科研事業，退休後依然發揮餘熱，踏遍神州大地，向民眾普及科學知識，讓科學改善百姓生活。”高登義先生就是其中的杰出代表。
“高登義科學探險手記”正是基於長期的科學考察和嚴謹的學術研究的經歷，以及多年積累的帶領群眾和青少年科考活動以及撰寫科普書籍的經驗寫成的。全套叢書分成六冊：《登極取義》《與山知己》《峽谷情深》《情系南極》《夢幻北極》《見證北極》。每冊又分成多篇，內容極其豐富。通篇體現了自然科學與人文科學交融，理論研究與實地考察交融，發現、創新與保護、發展交融，科研實踐與國家利益交融，做事與做人交融，個人行為與團隊合作交融，興趣愛好與責任擔當交融，獨立自主與國際合作交融，前沿研究與科學普及交融，本職工作與社會活動交融。由於定位是科普叢書，所以作者在文字上力求把深奧的科學問題描述得盡量通俗易懂。作者是一位對科學癡迷，對自然熱愛、生情，充滿情懷、熱情洋溢的人；同時又是一位從小念過《三字經》、“四書”“五經”，練過用文言文書寫作文的理科生（這一點恰恰是我這個同為理科生的弱點），對寫作有興趣，於文字有功底。這套科普叢書極有可讀性。相信本套叢書的出版對普及青少年極地知識，培養他們的科學精神，提高他們的科學素養，激發他們熱愛大自然、愛護地球、保護環境的熱忱將會起到積極的促進作用。希望高登義先生老當益壯，繼續發光發熱，為科學改善百姓生活繼續努力。
是為序。

序
引言：組織青少年科普考察機遇
一、北極科普行
（一）北極朗伊爾賓科普行
（二）北極格陵蘭的召喚
（三）環北極斯瓦爾巴群島科普行
（四）北極三島科普行
（五）北極點科普考察紀實

二、共同認識北極
（一）適者生存是生物界的大律
（二）北極冰雪世界有綠洲
（三）走進黃河站追憶建站難
（四）認識自然了解自我

三、北極奇趣
（一）童心對話北極孤
（二）愛心觀賞北極燕鷗
（三）細心發現北極關
後記：親近北極認識自我

所謂“北極三島”，是指斯瓦爾巴群島、格陵蘭島和冰島在內的三島。夏天和秋天進行“北極三島”科普考察，所親近的自然環境差異較大。這裡介紹2010年7月21日～8月6日和2014年9月8～27日的北極三島科普考察。
夏天北極三島科普行
2010年7月21～8月6日，中國科學探險協會與北京青少年科技俱樂部活動委員會共同組織了第三次北京中學生北極科普考察。北京四中、北京八中、北京五中和北師大二附中、人大咐中、景山學校高一和高二的17名優秀學生參加了此次考察活動。學生們在“北極生物活動調查”“北極冰雪環境變化”“北極水環境調查”“北極天氣環境調查”“北極中華文化傳播交流”和“北極因紐特人生活狀況調查”等方面均有收獲。
此次科學考察從北京出發，飛經哥本哈根、奧斯陸到北極斯瓦爾巴群島首府朗伊爾賓，然後乘俄羅斯科學院考察船R／V Akademik loffe離開朗伊爾賓，先在斯匹茲卑爾根島西北海岸線的北緯78°～80°之問沿海考察，之後，從中國北極黃河站所在地新奧爾松出發，西行穿過大西洋，到達格陵蘭島的東海岸北緯70°附近的海域考察，最後，離開格陵蘭東海岸向東南行，到達冰島考察，於8月5日乘飛機離開冰島回國。
冰島印象
離開北京前，我知道此次考察要經過並停留冰島。鑒於此，我特別關注冰島火山噴發情況。
在2010年4月中旬到5月初，冰島中南部的埃亞菲亞德拉冰蓋冰川附近的一座火山噴發，濃濃的火山灰向歐洲多國擴散，嚴重影響歐洲空中交通，導致歐洲各國機場紛紛關閉。報道說，火山噴發造成冰川融化，引發洪水泛濫。可以說，冰島火山的活動情況在一定程度上可能會影響我們此次考察。為此，我特意查詢了冰島自然環境的情況。
調查表明，埃亞菲亞德拉冰蓋火山位於冰島首都雷克雅未克的東南，即北緯63°38'，西經19°36'，面積為100平方幹米左右。2010年4～5月，該火山噴發對歐洲諸國航空帶來影響，主要是春天盛行偏西風，因此影響其下遊國家航線。而首都雷克雅未克位於其西北部，應該影響不會太大。
調查還表明，冰島屬於火山島。組成冰島的巖石都是火山巖，以玄武巖分布最廣，還有安山巖、流紋巖等。島上多火山，又有“極圈火島”之稱，共有火山200～300座，有40～50座活火山。另外，冰島的現代冰川總面積約為11920平方幹米，占全島面積的11.5％。由於冰島的冰川和火山大範圍地並存，因此被稱為“冰與火之國”。
看來，冰島的冰川和火山是它的兩大地理特征。
8月4日，我們從冰島首都出發，驅車向東北方向去參觀蓋錫爾間歇噴泉和黃金瀑布。前者是冰島火山現象的一部分，後者是大冰原融水形成的大瀑布，基本上代表了冰島“冰與火之國”的特點。
蓋錫爾在冰島南部平原的西北部，位於冰島西南部奧德恩斯的赫伊卡達倫居民點附近。這個地區是個大噴泉區，到處冒出灼熱的泉水，熱氣彌漫，如煙似霧。蓋錫爾間歇噴泉是這個大噴泉區現在最大的噴泉，每間隔6～8分鐘噴發一次。
當天下午，我們來到溫泉噴發區，霧氣騰騰的溫泉蒸汽與天邊的藍天白云遙相輝映，遊客熙熙攘攘，人們仿佛在云霧中遊蕩，似幻似真。根據景區的介紹，我們來到蓋錫爾間隙噴泉最大的一個噴泉邊，站在上風方向，等候噴泉噴發。
一般說來，溫泉噴發前都會有預兆，小股蒸汽蠢蠢欲動時，表明噴發就要開始了。溫泉噴發時，轟隆隆的巨響給人以莫大的震撼。有時噴泉潔白如蒸餾水汽，有時噴泉白裡透黑，顯然含有硫等雜質。
有時噴泉也不按常規時間噴發，甚至連續噴發兩次，讓那些想盡量靠近噴泉的遊客驚喜交加，四處逃竄。待到噴泉幾次噴發完畢，人們緊張的心情也煙消云散，樂得與噴泉合影留念。
離開蓋錫爾間歇噴泉，我們驅車前往黃金大瀑布。黃金大瀑布是什麼樣子呢？它是怎麼形成的呢？
周琳老師注意培養學生獨立思考能力，提前指定一位女同學收集相關資料。
我們來到黃金瀑布前，這位女同學立刻為隊友講解。她站在一個高處，大聲說：“黃金瀑布的水源主要來自冰原的融水，這個冰原叫朗格冰原，是冰島的第二大冰原。”她把手一揮，指向遠處的朗格冰原。
快到瀑布區時，瀑布轟隆隆的水流聲以及濺起的水汽讓我們感受到了它的規模之大。我邊拍照邊仔細觀察瀑布水流的顏色，的確與其他瀑布不一樣，它的水流呈現出乳白色。
……