南极冰下湖、极区中高层大气以及快速减少的北极海冰是极地科学的三个前沿领域.在国家重点研发计划“海洋环境安全保障”重点专项的支持下,中国极地研究中心联合中国气象科学研究院、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院、中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所、中国科学院大气物理研究所、山东省科学院海洋仪器仪表研究所、国家海洋技术中心、自然资源部第一海洋研究所、上海宇航系统工程研究所、吉林大学、浙江大学、武汉大学、中国海洋大学、太原理工大学、杭州电子科技大学共14家单位,围绕“海洋环境立体观测/监测新技术研究与核心装备国产化”专项目标,组织开展了“极地环境观测/探测技术与装备研发”项目研究(项目编号:2016YFC1400300),突破极区大气钠层全昼夜温度与风场激光雷达探测、南极冰下湖无污染自动钻进返回及湖水采样以及海-冰-气相互作用长期无人值守观测等关键技术难题,成功研发了适合极区极端环境与条件的极区大气钠荧光多普勒激光雷达探测系统、南极冰下湖无污染钻进采样与观测系统、北极海-冰-气无人冰站观测系统等三项关键探测技术系统(图1),大幅提升了我国极地极端环境观测/探测装备的技术水平和能力,为全球海洋观测网建设和我国海洋环境安全保障提供了关键技术与装备,为我国在极区大气、南极冰盖/冰下湖、北极海冰/海洋以及全球变化前沿研究领域取得科学突破奠定了基础.