《极地挑战：在南极铲雪盖房的极限体验》

冰天雪地中的热血征程：揭秘南极铲雪建屋的真实故事

　　 4月8日，执行中国第41次南极考察的“雪龙”号极地科考破冰船顺利返沪，此次考察的重要任务圆满完成。考察队首次在南极设立秦岭站并开展了越冬考察任务，标志着中国南极考察正式迈入“三站越冬”新时代。这次，我们特别邀请到秦岭站的驻场设计师尹晓斌工程师，为大家深入解读秦岭站的建设过程及其背后的科研价值。 秦岭站的建成不仅是中国极地科考事业的一大突破，也体现了我国在极地科研领域的持续深耕与创新精神。作为南极地区的新成员，秦岭站不仅填补了我国在该区域长期观测研究的空白，更为全球气候变化研究提供了宝贵的科学数据。特别是在当前全球变暖趋势加剧的背景下，秦岭站的建立无疑为科学家们提供了一个更加全面了解南极环境变化的重要窗口。 展望未来，随着秦岭站的投入使用，相信它将在推动国际合作、深化极地科学研究等方面发挥重要作用。同时，这也激励着更多年轻科研人员投身于这一充满挑战却意义非凡的领域，为中国乃至世界的可持续发展贡献智慧与力量。

　　 我有幸参与了中国第41次南极考察，并深度参与到秦岭站的建设工作中。秦岭站作为我国在南极的重要科研站点，具有许多独特之处。它不仅承担着重要的科学观测任务，还在建筑设计上充分考虑了极地环境的特殊需求，比如耐低温材料的应用和能源高效利用的设计。这次考察期间，我们在配套设施与设备建设方面也取得了显著进展，特别是在自动化监测系统和远程通信技术的引入上，为未来的科研工作奠定了坚实基础。 秦岭站的建设让我深刻感受到，每一次南极科考都是一次对人类智慧和技术极限的挑战。从选址到建成，每一个环节都需要精密规划和团队协作。同时，我也注意到，随着科技的进步，现代南极科考已经不再仅仅是探索未知领域，更是对环境保护意识的体现。通过建立更加智能化、环保化的科研基地，我们不仅能更好地开展科学研究，还能为全球气候变化研究贡献更多力量。 总的来说，此次考察让我对中国南极事业的发展充满信心。未来，希望秦岭站能够成为连接国内外科研机构的重要平台，吸引更多优秀科学家投身这片神秘而壮丽的土地，在这片冰雪世界中书写更多精彩的篇章。

　　 建站环境，“一言难尽”

　　 秦岭站所在的地点名为恩科斯堡岛，也被称为“难言岛”。在一百多年前的一次极地探险中，一支隶属于英国探险队的“北方小分队”在这里完成了对阿德利企鹅以及南极地质的研究任务，准备返回时却遭遇了意外情况。由于罗斯海区域被大量海冰覆盖，科考船无法按照原计划靠近岸边，这支小队被迫留在岛上躲避困境。在经历了整整一个南极冬季的极端低温与狂风暴雪之后，他们根据这段艰难而难忘的经历，为这座岛屿取名“难言岛”。

　　 这里究竟有多“不宜居”？夏季时分，当地气温普遍只有0℃上下，而全年平均温度更是低至-20℃左右，极端低温甚至可以达到-45℃。不仅如此，这里还曾记录到最大瞬时风速高达43.5m/s，每年超过100天的风速达到15m/s以上的大风天气。这样的环境，显然不适合人类长久居住。更为严峻的是，由于这种恶劣的气候条件，每年能够进行室外施工的时间窗口仅有短短两个月，大致是在每年的12月至次年1月之间。

　　 风吹雪的天气  作者供图

　　 在难言岛进行三个半月的科考生活后，最让笔者难以忘怀的是这里的极端气候条件。突如其来的下降风夹杂着砂石和暴风雪袭来，在频繁出现的12级强风中，连站稳都成为一种挑战；而地吹雪则如同白色的“沙尘暴”，瞬间将能见度降到不足5米，呼出的气息很快在面罩上结成了冰霜。这段经历不仅重新定义了笔者对自然的理解，也让笔者对那些在南极默默付出、坚韧不拔的科研工作者们充满了深深的敬意。

　　 不畏艰辛，迎难而上

　　 秦岭站之所以选址于此，尽管条件十分艰苦，但其背后的考量无疑与科研需求紧密相关。这座考察站的位置能够辐射周边300公里的广阔区域，涵盖了海洋、大气、冰川、地质以及生物等多个领域的研究热点，这不仅为我国科学家提供了宝贵的观测平台，更填补了罗斯海地区长期缺乏系统性考察的空白。这种布局不仅体现了我国对极地科学研究的战略布局，也彰显了对全球气候变化研究的高度重视。 从我的角度来看，秦岭站的建立意义重大。它不仅仅是一个物理上的站点，更是连接国内外科研力量的重要桥梁。通过这样的站点建设，我们不仅能深化对南极环境变化的理解，还能为全球生态环境保护贡献中国智慧。同时，这也向世界展示了中国在极地事务中的责任担当，进一步巩固了我们在国际科学界的地位。未来，希望秦岭站能吸引更多优秀的科研人才，产出更多具有国际影响力的成果，让中国的极地事业迈向更高水平。

　　 具体来说，南极海洋是地球系统运行的“心脏”，其变化牵动全球气候、生态与人类命运。而秦岭站所在的罗斯海区域拥有南极最大的海洋保护区，它被认为是地球上最后一个完整的大海洋生态系统，有“最后的海洋”之称。建站后可以开展海洋生态监测，为全球环保研究提供重要数据。

　　 南极冰盖作为冰冻圈的重要组成部分，其融化是引发全球海平面上升的关键因素之一。秦岭站附近的南森冰架在夏季时常发生边缘崩解，形成漂浮的冰山；到了冬季，由于低温环境，这些碎裂的部分又重新冻结，形成完整的冰架。这一周期性现象的长期监测对于探究气候变化条件下极地冰盖的变化规律以及预测未来全球海平面的变动趋势具有重要的科研价值。

　　 南森冰架  作者供图

　　 秦岭站附近设有一片阿德利企鹅聚集地保护区，研究这些企鹅可以为了解海洋健康状况、气候变化影响、生物适应能力以及污染扩散等问题提供多方面的参考信息。

　　 秦岭站不远处的海豹与企鹅  作者供图

　　 此外，秦岭站的选址和建设方案充分考虑了罗斯海地区的实际情况，包括后勤保障、科研需求、国际合作和环保要求。在借鉴他国科考站建设经验的基础上，分析了当地的气候、地形、交通等因素，通过科学的分析选出了现在这个合适的位置。

　　 难言岛上“搭积木”

　　 秦岭站的总体建筑面积虽不算大，但其建设过程中面临的难题却更为复杂。在功能设计上，不仅要满足科学研究的需求，还需兼顾日常生活保障，堪称“麻雀虽小，五脏俱全”。

　　 难言岛上每年的施工窗口期只有短短2个月，要在如此紧张的时间里，建成足以让数十位科研人员在极端环境下生活和工作的“科学城”，考察站的设计、施工都需要克服很多平时“盖房子”遇不上的困难。

　　 秦岭站的设计考虑了建筑长轴方向与主风向的关系，采用架空式设计方案，对于减缓积雪和减少风压的作用非常有效。注意看下图，考察站是由柱子架在空中的。

　　 秦岭站 图片来自新华社

　　 设计阶段还搭建了实体与数字化模型开展多组风洞试验，模拟南极当地雪荷载、风压、风致振动、风吹雪等一系列实际环境指标，获取相关数据，最终确定了抗风雪能力强、结构稳定的建筑方案，以适应罗斯海地区的恶劣气候条件。

　　 由于环境条件恶劣、工期紧迫、运输能力有限以及对环保的高要求，加之南极建筑位置偏远且常有不可预见的情况出现，南极考察站的施工与国内常规建设项目存在明显不同。为此，施工方采用了装配式建造体系，在国内完成预组装后拆解打包，再运送至施工现场进行安装。

　　 这就好比在工厂中先制作好建筑的各种“积木块”，再运到工地“拼起来”，可有效控制建成质量，减少现场人工，减轻现场环保压力。从下图中我们也可以看出，大型工程机械几乎全是用来吊装模块组件的起重机，一般工地上常见的混凝土搅拌车等等都不见踪影。

　　 第 40 次考察队建设秦岭站时航拍的模块搭建过程  作者供图

　　 建筑建造主要分为支撑结构、内部模块和外围护幕墙，如同人体的骨骼、器官与皮肤，既便于快速组装，也利于后续维护。居住、办公及科研等标准化功能空间多采用工厂预制模块，家具与设备也在工厂完成装配和装修，从而大大减少了施工现场的工作量。

　　 考察站室内宿舍 作者供图

　　 为了适应罗斯海地区严寒、大风等特殊自然条件以及严格的环境保护需求，建筑设计采用了集中布局的形式，注重高密封性和保温性能，并运用了牢固的预应力岩石锚杆系统，从而保障了建筑在极端环境中的稳定与安全。

　　 经过一整年度的低温、强风、极昼极夜的极端气候考验，笔者所在的 41 次队到达现场后秦岭站主体建筑依然保持完好，各项安全指标均达到设计要求，整体安全性得到了现实的验证。介绍完了秦岭站的背景，接下来再聊聊本次考察中秦岭站的建设任务。

　　 想施工？先铲雪……

　　 本次度夏考察的一项主要任务，是完成包括海水淡化、新能源系统、通讯通信等配套设施的建设，也就是我们通常所说的“通水、通电、通网”。不过，这些工作却是从“铲雪”开始的。

　　 2024 年 11 月 14 日，包括笔者在内，由 34 名队员组成的先遣队成功抵达南极秦岭站。到站后的第一项任务就是恢复站区的电力供应。由于长达一年的风雪侵袭，临时设施区部分已完全被积雪掩埋，其中发电栋外围的积雪厚度达 3~4 米。

　　 积雪掩盖住了很多设施  作者供图

　　 队员们齐心协力，用机械与铲子奋力清除积雪，当日成功重启了两台100kW发电机，基本恢复了电力供应，也正式拉开了第41次科考队在秦岭站建设工作的序幕。我主要负责住宿舱附近的除雪任务，但没想到这一挖竟耗费了数个小时才将大门彻底清理出来。 这次除雪行动展现了队员们极强的团队协作能力和不畏艰难的精神。尤其是在极端天气条件下，能够迅速恢复电力供应对于整个考察站的建设和后续工作至关重要。而我个人的经历也让我深刻体会到，在这样高寒、复杂的环境中，每一项看似简单的任务都需要付出巨大的努力。这不仅是一场体力上的挑战，更是一场意志力的较量。从这一点来看，秦岭站的建设工作注定不会平凡，它需要所有参与者都具备坚定的决心和高度的责任感。希望在未来的工作中，大家能继续保持这种团结一心的态度，为顺利完成考察站的建设目标而不懈奋斗。

　　 顶风冒雪除雪作业  作者供图

　　 水、电、网一个都不能少

　　 秦岭站地处偏远，远离人类聚居区，其运营所需的水、电、交通和通讯等资源都必须自行解决。为此，设计团队匠心独运，以“微缩科学城”为设计理念，将各类基础设施与生活服务设施统筹规划，实现了一体化布局。从道路、码头到能源供应、供水系统，再到污水处理和卫星通信等核心设施，无不体现着高效与可持续性。同时，这里不仅是一个科研基地，更是一个功能完备的小型社区，涵盖科研办公、居住、餐饮、社交、医疗、健康管理和物流配送等全方位服务，确保站内人员的生活质量和工作的顺利开展。 在我看来，秦岭站的设计充分展现了现代科技与生态智慧的结合。它不仅仅是一座孤立的研究站点，更像是一个探索未知世界的前哨站，通过自我循环的方式实现了人与自然的和谐共处。这种模式不仅为极端环境下的科研活动提供了坚实保障，也为未来更多类似项目的实施积累了宝贵经验。可以说，秦岭站的成功经验值得推广，它提醒我们，在追求科技进步的同时，也要注重资源的有效利用和环境保护。

　　 施工中的秦岭站  作者供图

　　 南极虽然看似被冰雪覆盖，但其中储存的全球70%的淡水资源却难以直接利用。这些淡水对全球气候调节和水资源平衡具有重要意义，然而由于绝大部分淡水都以冰的形式存在，现阶段我们既无法大规模提取，也难以将其转化为可供使用的形态。这不仅是技术上的难题，更是对人类未来如何合理利用自然资源的一次深刻考验。 在我看来，南极的冰川资源虽然丰富，但我们必须谨慎对待。过度开发不仅会对极地生态系统造成不可逆的破坏，也可能引发全球性的环境危机。与其急于求成，不如先加强科学研究，探索可持续的解决方案，同时在全球范围内推动节约用水和水资源循环利用的理念。只有这样，才能真正实现人与自然的和谐共处。

　　 秦岭站的水资源处理系统在设计上充分考虑了当地的地形特点以及气候条件，创新性地采用了包括海水淡化、融雪收集在内的多种水源采集技术，并通过科学规划实现多重模式互为备用。整个系统依托先进的多层级过滤与反渗透工艺，不仅能够高效净化水质，还能灵活应对不同季节和环境变化带来的挑战，确保供水既充足又安全可靠。这种兼顾生态效益与实际需求的设计理念，不仅体现了现代工程技术的进步，也为其他类似地区提供了宝贵的实践经验。 我认为，秦岭站的成功案例展示了我国在解决复杂地理条件下水资源利用问题上的创新能力。特别是在全球气候变化加剧的大背景下，如何合理开发和利用非传统水资源显得尤为重要。该系统的建成运行不仅满足了当地居民的基本生活需要，还为推动区域经济发展注入了绿色动力。未来，希望更多地方能够借鉴这一经验，在保护自然环境的同时提高资源利用效率。

　　 其中，各国一般将融雪取水作为临时应急方式来使用，例如今年先遣队刚到站时，由于临时海水淡化系统，暂时尚未启用，队员们将干净的雪铲到融雪桶内融化来作为每天的日常洗脸、刷牙的生活用水。

　　 在南极考察站的运营中，能源供应无疑是关键环节。传统柴油能源凭借其高效、稳定和持续的特性，能够在极端环境下提供可靠的保障，且较少受到恶劣天气的影响。然而，这一方式也伴随着不容忽视的问题，例如高昂的运输成本、较高的环境风险以及显著的碳排放量。这些因素不仅增加了考察站的运行负担，还可能对脆弱的南极生态系统构成潜在威胁。 在我看来，虽然柴油能源短期内仍是南极考察站不可或缺的选择，但从长远来看，我们需要更加重视清洁能源技术的应用和发展。通过引入风能、太阳能等可再生能源，不仅能有效降低运输成本和环境污染风险，还能为未来极地科考活动提供更为可持续的支持。同时，这也符合全球应对气候变化的大趋势，有助于推动人类社会向绿色低碳转型。因此，我们应当鼓励科研人员与工程团队加强相关领域的探索与实践，为南极保护事业贡献更多智慧和力量。

　　 秦岭站的能源系统设计参考了中国南极中山站和泰山站的新能源试点经验，并结合罗斯海地区的独特气候条件，构建了以“风能、太阳能、氢能与柴油”为核心的多能源互补微电网系统。该系统将可再生能源的使用比例设定在60%以上，旨在最大程度降低对传统化石能源的依赖以及减少空气污染物的排放。

　　 全员上阵拉电缆  作者供图

　　 为适应偏远环境下的考察需求，秦岭站配备了卫星地面站等关键设施，并构建了涵盖卫星通信、短波通信与导航的多层次通信系统，确保考察活动能够实现中远程通信、数据管理以及远程同步功能。展望未来，在科学观测领域将部署专门的自动化监测和数据采集网络系统，以长期监控罗斯海区域的环境变化，支持近岸海洋环境的实时监测与数据传输，同时开展样品预处理与分析实验，逐步迈向无人化、智能化的监测模式。

　　 设计团队在总图规划中巧妙地将各系统分开布置，同时确保它们在功能上相互联系，实现了集约化的场地布局。然而，在南极大陆这样的特殊环境中，施工面临诸多挑战。由于裸露的地表缺乏明显的参照物，容易让人迷失方向，这给施工定位带来了不小的困难。为了解决这一问题，项目组引入了无人机技术，通过定期对秦岭站站区进行航拍，生成投影图，从而实现对施工位置和进度的实时监控。这种做法不仅能够帮助施工方及时发现偏差并作出调整，还能与原始设计方案进行比对，确保工程严格按照规划推进。此外，无人机的应用还为优化设施布置提供了新的视角，有助于因地制宜地提出更合理的方案。 我的观点是，这项创新性举措充分体现了现代科技手段在极端环境下的应用潜力。无人机技术的应用不仅提高了施工效率，降低了因误判导致的成本增加风险，还为后续项目的实施积累了宝贵经验。未来，随着更多高科技工具被引入类似项目，相信可以进一步提升极地科考站建设的质量与安全性。这不仅是对传统施工方式的一次革新，也是推动我国极地研究事业发展的积极尝试。

　　 站区全景  作者供图

　　 科学考察，环保同行

　　 人类活动，秦岭站作为我国在南极的重要科考站点，始终秉持“绿色考察”的原则，在环境保护方面做出了积极努力。为了最大限度地降低对南极脆弱生态环境的影响，秦岭站在污水处理和固体废弃物管理等方面采取了稳健且实用的技术方案，同时结合了一些创新性的局部设计，有效提升了系统的运行效率与环保性能。 这一系列措施不仅体现了我国科研人员对于生态保护的责任感，也展示了中国在国际极地事务中坚持可持续发展理念的决心。在全球气候变化的大背景下，每一个细微的努力都显得尤为重要。希望未来能够有更多像秦岭站这样的项目涌现出来，共同守护这片纯净的土地，为子孙后代留下一个更加美好的世界。

　　 生活污水在处理时采用膜生物处理技术，并结合一体化膜生物反应器进行降解净化，经过严格的处理流程，最终达到符合国际排放标准的水质要求。秦岭站在建设期间，各类建筑垃圾与生活垃圾均严格执行分类管理，所有废弃物被统一打包后通过考察船运离南极。每一位队员都承担着保护南极环境的责任，一旦发现有垃圾存在，都会主动清理，确保现场环境不受到任何污染或破坏。

　　 作为一名秦岭站的驻场设计师，我有幸在现场工作了106天，亲身参与了秦岭站的建设以及更加多样化的考察活动。这次经历不仅让我在南极考察站的建筑设计、施工技术及应对特殊环境等方面积累了丰富的经验，还让我对这片神秘大陆的自然环境和历史人文有了全新的理解。我们有理由相信，凭借一代代科考队员的不懈努力，极地科考事业必将迎来更多的突破与进步！