北极是气候变化的中心。地球上没有哪个地方的变暖速度比北极更快。在这里，气候变暖的速度至少是地球其他地区的两倍。但是我们对北极的生态环境和复杂气候过程知之甚少……
海冰究竟是怎么形成的？当冰层破裂，相对温暖的海水与极冷的空气接触时，会发生什么？在极夜的极端条件下，在春日阳光越来越强、冰层下出现迸发出新生命之前，生态系统会发生什么变化？北极在多大程度上受到了气候变化的影响，又在多大程度上是气候变化的推动者？……
为了回答这些问题，有史以来最大规模的极地探险项目MOSAiC（北极气候研究多学科漂流计划）启动了。2019年9月20日，“极星号”破冰船从挪威特罗姆瑟港口出发，去往冰冻的北极，随着浮冰开始为期一年的漂流。来自20个国家的科学家登上了这艘船，研究北极海冰和气候变化的后果。
本次考察由著名纪实摄影师埃丝特·霍瓦思担任随队摄影师。她在“极星号”上待了近四个月，用镜头记录下了北极天空的奇观、探险队员的工作、好奇的北极熊的来访。伴随这些照片的是MOSAiC研究人员的文字和评论，以及短小精悍的科普文章，帮助普通读者了解大气研究、生物地球化学、浮冰漂移等概念。
埃丝特凭借她在这次探险中拍摄的《北极熊和她的幼崽》获得了2020年世界新闻摄影奖（环境类）第一名、2021年ITB（柏林国际旅游交易会）可持续责任类图书奖。

前言
测量一个正在消失的世界
火之洗礼 做好在极端环境下工作的准备
启航 直入海冰
冰漂的发明 弗里乔夫·南森和挪威极地远征队
漂流 在世界极北处建立研究站
大气研究 探索风、云和颗粒
观测站 冰上笔记
北极海冰 “冷库”的裂缝
日常事务 世界尽头的生活
北极生态系统 冰层以下的生命
生物地球化学组的研究 寻找踪迹
越冬 全天24小时在黑暗中工作
海洋研究和气候变化 凝望深渊
轮换 在北极点交接
与埃丝特·霍瓦思对话 极夜的黑暗无尽地迷人
一个不同的世界 漂流穿越北极的夏季
致谢
译后记

序
2021—2030 年为“联合国海洋科学促进可持续发展十
年”，将促进生成必要的数据、信息和知识，实现从“我们
所拥有的海洋”到“我们所希望的海洋”的转变。通过凝练
全球海洋科学家的智慧，“联合国海洋十年”提出了七大目
标，其中包括希望打造：（1）一个可预测的海洋，即人类
社会了解并能够应对不断变化的海洋状况；（2）一个可获
取的海洋，即可以开放并公平地获取与海洋有关的数据、信
息、技术和创新；（3）一个富于启迪并具有吸引力的海洋
，即人类社会能够理解并重视海洋与人类福祉和可持续发展
息息相关。
由于没有固定的观测站，北冰洋中央区可以说是人类
调查最少、认知最缺乏的海区。卫星遥感观测技术的发展为
极地环境的监测提供重要的支撑，卫星观测告诉我们最近
40 年北冰洋海冰发生了最近1000 年来未曾发生的快速减
退，那里的气候变暖速度是全球平均水平的2—3 倍，被称
为北极放大效应。卫星遥感就像悬挂在深空的眼睛，具有监
测全北极变化的能力，然而能看到的往往只是北冰洋表面的
变化，例如海冰的变化和表面海水温度的变化等，对于浩瀚
的冰下海洋，显得无能为力。船舶和漂流冰站的调查是揭示
北冰洋中央区冰下海洋神秘面纱的主要方式。近130 年前
，挪威探险家弗里乔夫·南森和他的同事们利用特殊设计的
“前进号”帆船通过跨越北冰洋的观测，证实了穿极流的存
在，证明北冰洋中央区并没有大陆和开阔的海洋，而是荒芜
并且几乎完全被海冰覆盖的冰封海洋。苏联及俄罗斯继承了
弗里乔夫·南森漂流冰站的观测设想，基于冰上营地开展了
41 次的冰站漂流观测，对大气边界层和海冰的基本物理性
质进行持续的监测，获得了积雪厚度、海冰密度和盐度等气
候态统计信息。然而，没有考察船的依托，冰上营地的观测
能力依然十分有限，对于冰下海洋全水深的观测以及浮冰以
外区域的调查仍难以企及。至2015 年，由于北极海冰变得
更加趋弱，俄罗斯不得不终止了基于冰上营地的漂流冰站考
察计划。由于破冰考察船船时的宝贵，以及后勤补给需要庞
大的经费支持，历史上基于破冰船的漂流冰站考察屈指可数
，美国实施的“SHEBA”计划是“MOSAiC”（北极气候研究
多学科漂流冰站）考察实施之前最完善最全面的漂流冰站计
划，观测数据至今仍被广泛应用于北极气候和天气数值模式
中。然而，“SHEBA”计划实施于1997—1998 年，观测背
景是北极的多年冰。1984—2017 年，冬季多年冰的占比从
约65% 减少到了40%，当前超过五年的多年冰占比减少到不
足5%。在这样的背景下，“SHEBA”的观测数据对当前北极
海冰显得十分不适用。
在德国阿尔弗雷德·魏格纳研究所暨亥姆霍兹极地与
海洋研究中心（AWI）的牵头和全球北极海洋科学家的共同
努力下，“MOSAiC”计划从科学家研讨会的构想变成了现
实，来自全球20 个国家、80 多个研究所的科学家走到了
一起，利用德国的“极星号”考察船在北冰洋实施了一整年
的漂流观测，科学家共同致力于通过获得全球观测最少海区
的观测数据，更新我们对北冰洋的认知，将北冰洋打造成一
个可预测的海洋，一个富于启迪并具有吸引力的海洋，服务
于北冰洋的保护和可持续利用。本人作为中方的协调人深入
参与了“MOSAiC”计划，与本书的原著摄影记者埃丝特·
霍瓦思共同参与“MOSAiC”第一航段的现场考察。阅读了
千慧给我的翻译稿，船上一起战斗过的国际同行和现场考察
场景瞬间浮现在眼前。领队马库斯·雷克斯博士对科学总是
充满热情，并且可以将深奥的北极气候变化描述得像个故事
；副领队、海冰专家马塞尔·尼古拉斯博士对现场作业安排
总是那么严谨，把时间表做得像德国的机器那样精密；后勤
总管韦丽娜·莫霍普特对于“熊”来“熊”往、冰开冰裂的
作业风险总是那么有把控力；生态学家艾莉森·冯会告诉别
人，女性科学家可以把北极探险做得很好……“极星号”就
像个“联合国”，尽管船上的科学家都有着共同的梦想，但
来自不同国家、不同地区的科学家总会有意无意地将不同国
家和地区的文化要素带到船上。北欧探险家尽管性格粗犷，
但总有织不完的毛衣；芬兰的科学家觉得桑拿是每天的必修
课；巴西人尽管跨越了大半个地区来到北极的浮冰上，依然
相信足球是最重要的；来自瑞士阿尔卑斯山和美国阿拉斯加
的科学家好像从来不觉得北冰洋中央区有多冷；中国人对工
作总是表现得很谦逊和执着……
科学家用他们的设备、仪器和记录本记录着这块浮冰
以及相关联的大气、海洋和生态等系统的变化；记者们用照
相机、摄像机和笔记录着这里发生的一切。风暴过后，科学
家在拯救他们的设备，记者们记录着科学家的身影。在学术
讲堂上，科学家们努力把他们做的科学研究表达得清楚而精
彩，记者们努力把科学家讲的科学变成故事。记者是科学家
与大众读者之间的桥梁，有了这个桥梁，大众读者才能更深
刻、更精准地了解科学家所从事的工作；年轻读者也可能因
为一些科普读物对某些行当的科学产生兴趣，后来成为科学
家

感谢本书作者从摄影师的视角记录了多国科学家
通过全力合作完成“MOSAiC”计划的过程，也感谢千
慧流畅的翻译，将本书呈现在读者面前。之前，国内大
部分读者对于北极和北冰洋的认识可能还停留在早期探
险家在三、四个世纪之前刚刚发现东北和西北航道的时
候。然而，全球气候变化，特别是南北极冰山崩塌以及
大量浮冰融化带来更多气候变化的影响，引起了全球人
类的关注。本书作为一本呈现冬季北冰洋中央区浮冰下
发生的变化的科普类书籍，让中国读者第一时间了解到
正发生在北冰洋的故事，趣味、知识与探索并存。
——沈权，中国南极站长城站站长（“雪龙号”
科考船高级船长,“雪龙2号”副总工程师）
“MOSAiC”航次，堪称是人类北极考察史上空前
绝后的一次壮举。有幸参与其中，和其他科学家一起经
历了好奇、兴奋、喜悦、艰难、挑战，甚至是伤痛和眼
泪，他们为了探索未知和人类赖以生存环境的变化所付
出的努力时时刻刻激励着我。本书将我带回这段人生中
最难忘的经历，过往场景历历在目，它无疑也为大家了
解这一人类壮举提供了一个很重要的窗口。
——詹力扬，自然资源部第三海洋研究所-海洋大
气化学与全球变化重点实验室研究员（ “MOSAiC”参
与成员之一）