科學研究 - 探索北極真相，日本首艘科學考察破冰船「未來2號」下水

日本國立研究開發法人海洋研究開發機構（JAMSTEC）正在建造一艘新型觀測船，用於北極地區的研究觀測。該船在下水儀式上被正式命名為「未來2號」，目前正為2026年11月的正式交付做整備。「未來2號」最大特徵是日本研究船中首艘具備破冰能力的船隻，將成為深度參與全球氣候變化的北極地區觀測任務的中流砥柱。2025年4月，北極冬季海冰區面積創衛星觀測史上最小的消息披露後各界擔憂加劇，對探明北極真實面貌的「未來2號」的期待正在提升。

「未來2號」下水儀式（攝於2025年3月，橫濱市磯子區，供圖：JAMSTEC）

「填補數據空白」

「未來2號」的建造規格為全長128米、寬23米，總噸位1.3萬噸（表示船舶大小和運輸能力），乘員97人。建造費用為339億日元。該項目由造船巨頭日本海事聯合株式會社（總部位於橫濱市）於2021年8月在橫濱市磯子區工廠啟動建造，2025年3月19日舉行下水儀式。日本天皇的長女敬宮愛子公主親臨現場，執斧切斷固定船體的「支綱」，完成下水環節。未來將推進內裝及設備安裝等工作。

「未來2號」是現役海洋地球研究船「未來號」的後續型號。「未來號」由日本首艘核子動力船「陸奧」改裝而成，於1997年竣工，作為全球最大級別的海洋觀測船長期承擔著北冰洋、太平洋及印度洋等海域的調查工作。儘管它擁有優秀的抗冰、航行能力，但因缺乏破冰能力，未能深入海冰區。相較之下，「未來2號」能夠在連續破除1.2米厚平坦海冰的同時，還能以3節（時速5.6公里）的航速行進，達到了「極地級4（Polar Class 4）」的充足破冰及抗冰能力。

JAMSTEC北極地區研究船推進部的赤根英介部長介紹道：「北極或許給人以遠離日本的印象，但其變化正對包括日本在內的整個地球產生著影響。由於各國公佈的變化預測偏差很大，因此亟須更為詳細的觀測。我們將通過‘未來2號’，開展填補數據空白的國際觀測項目，為解決各種課題做出貢獻。」

破冰前行的「未來2號」想像圖（供圖：JAMSTEC）

據赤根部長介紹，「未來2號」作為科學考察船，罕見地採用了雙燃料引擎，既能使用普通柴油，又能使用LNG（液化天然氣）。此外，該船還搭載有氣象觀測用都卜勒雷達、魚群探測儀、遠程操控無人飽和地下水艇、直升機，以及能夠搭乘研究人員並將其降至海冰上的「載人吊艙（Man-Riding Basket）」等設備，「實現了各類海域大氣、氣象、海洋與海冰的全方位觀測研究功能」。

需要說明的是，日本國立極地研究所（簡稱「極地研」）的南極觀測船「白瀨號」，目前雖由海上自衛隊作為破冰艦使用，但其主要任務是物資與人員的運輸。而能夠破冰的科考船，「未來2號」被認為是日本首艘。

海冰的「地暖」、北極航道……研究課題堆積如山

與南極大陸不同，北極地區大部分為海洋，北極點亦位於海水凍結而成的海冰之上。今年1月，JAMSTEC與北海道大學、東京海洋大學等組成的研究團隊發現，太平洋的暖水正流入海冰下方，導致熱量持續顯著積聚的現象，甚至在一些很少有這種現象報導的地區也是如此。有觀點指出，這些熱量會像「地暖」一樣具有加熱、解凍海冰的風險。JAMSTEC北極環境變動綜合研究中心的菊地隆主任表示：「必須詳細調查熱量的來源以及（與海冰）如何相輔作用。」

理解極夜前後海冰形成與冰融的過程，同樣是一項課題。闡明各地森林火災的產生並經大氣傳輸的煤煙在北冰洋加速海冰解凍或成為雲凝結核的物理機制，以及探究北冰洋的歷史等研究亦至關重要。

連接大西洋與太平洋的北極海航道在夏季的部分時段因海冰冰融而開通，相較於取道埃及的蘇伊士運河相比，航程大幅縮短。人造衛星的觀測數據對判斷通航可行性等至關重要。然而，儘管衛星數據顯示「無法通行」，但根據實地海冰狀況與船舶等級差異，仍存在可通行的情況。「海冰狀況與衛星數據的偏差對航道至關重要，必須進行調查」（菊地）。

「未來2號」的觀測計劃由JAMSTEC與極地研共同制定。根據觀測計劃，該船投入運營後，2027年的首次北極航行將以北極點為目標。隨著2032～2033年第五次「國際極地年」的臨近，每年的計劃正逐步具體化。同時人才培養也被提到日程上來，以確保船舶的長期運用。

直升機拍攝的北極海冰（攝於2008年9月，供圖：JAMSTEC）

海冰區域面積創歷史最小紀錄，持續開展太空監測

3月20日，冬季的北極海冰區域面積的年度最大值1379萬平方公里。日本國立研究開發法人宇宙航空研究開發機構（JAXA）與極地研組成的研究團隊4月18日宣佈，這一數值創下衛星觀測史上的最小紀錄。該結論是基於2012年起投入使用的「水滴號」水循環變動觀測衛星等日本國內外衛星47年間的觀測數據判斷得出的。

JAXA的山川宏理事長在當天的發佈會上表示：「北極海冰區域面積的縮減對氣象和海洋環境的影響令人擔憂。此次成果讓我們再次認識到，持續進行觀測數據的收集和研究分析非常重要。我們希望為氣候變化的監測做出更多貢獻。」

「水滴號」衛星對海冰區域的解析，運用了高性能微波輻射計「AMSR2」。該設備的工作機制是捕捉地表、海面及大氣等發射的微弱電磁波。JAXA、日本環境省及國立環境研究所計劃6月24日，利用H2A火箭50號機，搭載發射「水滴號」衛星的後續型號——溫室氣體與水循環觀測技術衛星「GOSAT-GW」，該衛星配備的高性能微波輻射計「AMSR3」的觀測波段得到了擴展。

溫室氣體與水循環觀測技術衛星「GOSAT-GW」想像圖（供圖：JAXA）

受昭和基地的活動、以及被拍成電影的觀測隊樺太犬等故事的影響，對於現代不少日本人來說，或許對南極的印象比北極更為深刻。即便是知曉觀測船「白瀨號」，但對「未來號」觀測船不甚瞭解的人恐怕不少。然而，以南極探險聞名的白瀨矗（1861～1946）最初也曾是以北極探險為目標的，這表明日本人在歷史上一直懷揣著探索北方的熱情。期待以「未來2號」為代表的觀測手段能繼承這一志向，正如船名所示，為人類的未來做出積極貢獻。

原文：草下健夫/JST Science Portal 編輯部
翻譯：JST客觀日本編輯部