极地研究

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2025, 37 (4): 0.

摘要 ( 34 )

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南极恐龙的种类、分布及其与冈瓦纳大陆演化的关系

李淼, 刘晓春

2025, 37 (4): 631-643. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240048

摘要 ( 60 )

PDF(1092KB) ( 112 )

恐龙是研究生物大进化的最好例证, 其化石被作为洲际间的陆相地层对比的标志, 尤其是化石的分布也可作为大陆漂移的重要证据。南极恐龙的发现主要集中在横贯南极山脉中部比德莫尔冰川地区的陆相沉积地层和南极半岛詹姆斯罗斯岛周边的海相沉积地层中。本文在系统归纳总结有关南极恐龙的种类、分布、有关地层出露状况的基础上,聚焦南极恐龙与冈瓦纳大陆演化的关系, 得到如下结论: (1)比德莫尔冰川地区发现的恐龙化石赋存于陆相沉积地层, 该类群可能生活在早侏罗世季节性干旱气候条件下、发育在弧后前陆盆地的河流流域范围中, 对应冈瓦纳大陆演化过程中的初始裂解时期; (2)詹姆斯罗斯岛地区发现的晚白垩世恐龙化石赋存于海相沉积地层, 该类群生活在温暖潮湿气候下、活动范围在弧后盆地的浅海—三角洲的古环境之中, 对应各陆块彻底分离裂解的冈瓦纳大陆演化的晚期阶段。

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学科：极地生物与生态学

南极近海可培养微生物的分离鉴定及产酶菌株的初步筛选

张荷, 王亚如, 张蕴潇, 刘振刚, 史晓翀

2025, 37 (4): 644-657. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240012

摘要 ( 39 )

PDF(4885KB) ( 93 )

为探究南极近海可培养微生物的多样性, 本研究利用传统平板培养法, 对在中国第39次南极科学考察期间采自南设得兰群岛周边海域、宇航员海和普里兹湾3个海区共11个站位的海洋沉积物样品进行了细菌分离培养, 共得到882株菌。经16S rRNA基因测序及系统发育分析, 分属于4个门, 5个纲, 54个属, 95种, 其中包括7株疑似新菌。南设得兰群岛周边海域的5个站位共分离得到39个属, 其中, TY14站位优势属为假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas), CJW01站位优势属为食纤维菌属(Cellulophaga), DA04A、DA03和DA01站位的优势属均为亚硫酸盐杆菌属(Sulfitobacter); 普里兹湾近海的2个站位P1-06和P1-12共分离得到27个属, 优势属为藏红花色杆菌属(Croceibacter); 宇航员海的4个站位CA1-10、C5-09、CD1-11和CA1-09共分离得到22个属, 优势属均为亚硫酸盐杆菌属(Sulfitobacter)。此外, 选取92种代表性菌株进行胞外酶(包括DNA酶、淀粉酶、脂肪酶(吐温20、40和80)、明胶酶、纤维素酶、褐藻胶酶和酪蛋白酶等)活性测定。研究结果表明, 3个海区分离到具有两种或者两种以上酶活性的菌株数占57.61%, 分离得到的细菌绝大多数都有胞外酶活性, 该发现为南极微生物资源的利用和低温酶的开发提供了参考。

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学科：极地海洋化学

硝酸盐及其氮、氧同位素指示白令海沉积物中的硝酸盐转化过程

陈佳钦, 陈玲, 庄燕培, 任健, 季仲强, 白有成, 杨志, 李杨杰, 陈建芳, 金海燕

2025, 37 (4): 658-667. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240023

摘要 ( 37 )

PDF(4439KB) ( 90 )

海洋沉积物中同时发生着硝化作用、反硝化作用等氮转化过程, 影响着海洋硝酸盐(NO₃^–)循环。研究白令海沉积物中同时发生的硝化和反硝化作用等氮转化过程, 对于了解极地和亚极地海域的氮循环具有重要意义。本文选取中国第5次和第7次北极科学考察过程中采集的白令海盆(BL-10)和白令海陆架(B12)两个多管沉积物柱状样中的沉积物间隙水, 分析其NO₃^–浓度及其稳定氮、氧同位素(d¹⁵N-NO₃^–, d¹⁸O-NO₃^–)值, 以探究NO₃^–及其氮、氧同位素指示白令海沉积物NO₃^–的转化过程。研究结果表明: (1)BL-10沉积物间隙水中的NO₃^–浓度范围为0.61~22.52 μmol·L^–1, d¹⁵N-NO₃^–范围为3.6‰~17.8‰, d¹⁸O-NO₃^–范围为10.5‰~20.9‰, 沉积物间隙水中发生了硝化-反硝化耦合作用; (2)B12沉积物间隙水中的NO₃^–浓度范围为0.20~1.61 μmol·L^–1, 远低于底层水中的NO₃^–浓度(18.60 μmol·L^–1), 其中0~2 cm的d¹⁵N-NO₃^–范围为10.3‰~16.4‰, d¹⁸O-NO₃^–范围为13.2‰~19.7‰, 其表层沉积物间隙水中发生了剧烈的反硝化作用; (3)在白令海, 受水深、初级生产力和沉积物有机碳含量的共同作用, 陆架区域的反硝化作用比海盆区更加剧烈。

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学科：极地测绘学

基于多源遥感数据的东南极达尔克冰架月尺度动态监测

贾鹏, 刘岩, 翁志龙, 程晓

2025, 37 (4): 668-680. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240054

摘要 ( 41 )

PDF(11237KB) ( 82 )

对冰架面积进行月尺度监测, 探究冰架范围变化的时空特征和影响因素, 有助于深入理解冰架崩解机制。本研究基于光学和合成孔径雷达遥感影像, 通过目视解译和海岸线推移模拟算法以月为周期提取了达尔克冰架2000年1月—2023年8月共284期冰架范围数据, 分析其面积的周期性和季节性特征, 并结合同时期的海洋尼诺指数(Oceanic Niño Index, ONI)、南极环状模(Southern Annular Mode, SAM)、海冰密集度(Sea Ice Concentration, SIC)以及海洋表面温度(Sea Surface Temperature, SST)数据探究冰架范围的影响因素。结果表明: (1)24年间达尔克冰架经历了6个“前进—快速退缩”周期, 周期从22~74个月不等, 每次快速退缩都伴随着强厄尔尼诺或强拉尼娜事件, 且冰架前缘均退缩到地形起伏较大的冰隆附近; (2)达尔克冰架退缩存在明显的季节性特征, 夏季冰架退缩面积远大于其他季节, 退缩高峰出现在3月, 且在2016年强厄尔尼诺事件期间发生了冬季异常快速崩解现象; (3)月冰架面变化与海气变化显著相关, 与SST呈显著的中度负相关(r= –0.35, p<0.01), 与SAM呈显著的弱正相关(r=0.26, p<0.01), 与SIC呈显著的较强正相关(r=0.57, p<0.01), 与ONI存在显著的强正相关(r=0.68, p<0.01)。

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基于MODIS热红外数据的北极冰间水道产品不确定性评估

翁志龙, 刘岩, 贾鹏, 王彩虹, 程晓, 陈卓奇

2025, 37 (4): 681-701. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240058

摘要 ( 48 )

PDF(62519KB) ( 156 )

北极冰间水道时空分布观测对探究极地地区水热通量、海-气物质交换及北极航道的开辟具有重要意义。星载热红外数据因其较高的时空分辨率和空间覆盖能力, 被广泛应用于冰间水道产品制作, 但目前不同水道产品仍存在较大不确定性。本文通过对国际上Willmes、Reiser和Hoffman共3种主要的热红外冰间水道产品进行比较分析和精度评估, 探索了冰间水道提取的不确定性及其来源。结果表明, 3种产品提取的日冰间水道面积存在显著差异, 就水道平均提取面积而言, Willmes产品占53.1%, Hoffman产品占106.0%, Reiser产品占140.8%。冰间水道产品提取的不确定性主要来源于3个方面: (1)狭窄冰间水道产品提取能力不足, 导致3种产品漏分率均高于50%; (2)3种产品是基于一天内多期热红外数据提取冰间水道的日合成产品, 海冰漂移导致同一冰间水道在不同位置被重复提取, 从而造成对快速漂移区冰间水道宽度和面积的高估; (3)Willmes产品与Reiser产品设计了云伪影过滤器(fuzzy cloud artefact filter, FCAF), 以减弱云等高温地物对冰间水道提取结果的影响, 但不同FCAF方案导致冰间水道提取面积差异显著。本研究不仅可为不同情境下的冰间水道产品选择提供参考依据, 同时也可为提升水道产品精度和未来发展指明优化方向。

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基于资源三号卫星影像对东南极格罗夫山地区DEM的建立及其精度分析

杨翼辰, 张烁, 胡泊, 王泽民, 刘少创

2025, 37 (4): 702-712. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240066

摘要 ( 33 )

PDF(9687KB) ( 169 )

东南极格罗夫山是中国南极科学考察的核心区域之一, 建立该地区高精度的数字高程模型(DEM)对南极科学考察和冰川变化观测研究具有重要意义。基于资源三号(ZY-3)卫星的高分辨率光学立体测绘特征及其影像全面覆盖了格罗夫山核心区, 本文利用其三线阵影像生成了格罗夫山地区高分辨率数字高程模型(ZYDEM), 并通过与该地区高程控制点的系统比较, 完成了精度分析。分析结果表明: 所获得的ZYDEM的高程精度为(−2.57±8.15) m; 通过与格罗夫山地区筛选后的ICESat2脚点数据比较, 可得到ZYDEM的高程精度为(0.49±2.34) m; ZYDEM的精度高于南极地区常用DEM, 如BamberDEM、ICESatDEM和TanDEM-XDEM, 与REMA的精度水平相当。上述针对东南极格罗夫山地区建立的高精度DEM及其精度分析成果表明, 我国自主可控的资源三号立体测绘卫星在南极地区具备可靠的应用效能。

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基于差分干涉测量短基线集时序分析技术监测东南极托滕2冰下湖动态变化

陈丽辉, 刘俊, 汤登晖

2025, 37 (4): 713-723. DOI: 10.13679/j.jdyj.20250011

摘要 ( 35 )

PDF(9448KB) ( 102 )

托滕(Totten)冰川是东南极冰盖变薄最为剧烈的地区, 作为一个出口冰川, 其下方的托滕2(Totten₂)活跃冰下湖的水文活动, 可能会在数十年的时间尺度上影响该区域冰盖物质平衡。本文利用2022年4月—2024年3月的57景Sentinel-1雷达影像, 基于差分干涉短基线集时序分析技术(SBAS-InSAR)对Totten₂冰下湖表面冰盖高程变化进行监测, 以此来研究该冰下湖的动态演变过程, 并与ICESat-2 ATL11卫星测高数据的监测结果进行比较分析。结果表明: 在监测时间段内, 该冰下湖表面高程处于持续下降状态, 即该湖一直在排水; Sentinel-1和ICESat-2数据的监测结果具有较好的一致性, 证明SBAS-InSAR技术能够在小尺度时空域上监测冰下湖活动, 可以成为监测南极冰下湖活动的一种有效手段。

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学科：极地大气科学

多种气象传感器在东南极沿岸观测的对比分析

马靖凯, 凌新锋, 王硕仁, 王昊, 王君成

2025, 37 (4): 724-741. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240014

摘要 ( 40 )

PDF(1766KB) ( 88 )

利用南极沿岸自动气象站2023年数据, 本文对比分析了DHC2(国产)和HMP155A(进口)温湿度传感器、ZQZ-TSF(国产)和Young 05106(进口)测风传感器的性能。分析结果表明: (1)两类温湿度传感器观测结果高度近似, 其中, 气温系统偏差为–0.15℃, 气温在–25~–10℃范围时粗差最多; 相对湿度系统偏差为0.45%, 当相对湿度小于80%时, 系统偏差随着相对湿度的增加而逐渐减小, 而相对湿度大于80%时则相反。(2)两类测风传感器观测结果基本一致, 风速系统偏差低至0.02 m·s^–1, 在6~7级风力范围内粗差最多, 当风速继续增加, 观测结果值趋于一致, 粗差数量显著减少; 两者风向的系统偏差约为–3.05°, 在主风向(东东南)和次风向(东南)上一致率高。同时, 低风速不仅是造成风向对比差值粗差的主要原因, 其导致的空气混合不充分对气温和相对湿度的粗差产生也有一定影响。

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基于FIO-CPS v1.0对北极夏季海冰预测能力的评估

谭啸, 张录军, 宋振亚, 舒启

2025, 37 (4): 742-756. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240028

摘要 ( 41 )

PDF(25335KB) ( 113 )

随着北极地区气候变暖加剧, 北冰洋海冰范围快速减小和北退, 北极海冰预测对北极科考和商业适航性评估的重要性日益凸显。本文基于自然资源部第一海洋研究所研发的短期气候预测系统(FIO-CPS v1.0)的历史回报试验, 在对北极海冰预测结果进行误差订正后, 评估了该系统对北极夏季(6—9月)海冰覆盖范围和海冰密集度的预测能力。评估结果表明: (1)FIO-CPS v1.0对北极夏季海冰范围的预测存在系统性偏差, 经过误差订正后, 预测性能改善效果显著, 7月预测性能改进最大; (2)误差订正后FIO-CPS v1.0对北极海冰范围具有良好的预测性能, 逐月与逐日预测数据的均方根误差均小于0.5×10⁶ km², 异常相关系数均超过0.7; (3)FIO-CPS v1.0的预测技巧显著高于线性趋势气候态预测, 且在一定程度上优于阻尼异常持续性预测, 但其优势随预测提前量的增大而逐渐减弱; (4)在北极海冰范围极小值年份, FIO-CPS v1.0的预测性能偏弱, 但相对于线性趋势气候态预测仍具有显著优势; (5)误差订正后FIO-CPS v1.0对海冰密集度也具有较高的预测能力, 预测的海冰密集度均方根误差普遍小于30%。

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基于COSMIC掩星观测的北极大气边界层高度特征研究

王芬, 常亮, 李黎黎

2025, 37 (4): 757-774. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240061

摘要 ( 33 )

PDF(6078KB) ( 151 )

基于折射率梯度法, 本文采用COSMIC掩星数据, 估计了2007—2019年的北极大气边界层高度(PBLH), 并利用全球无线电探空数据集(IGRA)进行了验证, 同时分析了北极PBLH的时空变化规律, 探讨了PBLH、逆温特性和低云之间的潜在联系。结果表明: (1)陆地和海洋上PBLH均在夏季最高, 其次是秋季和春季, 在冬季达到最小值; (2)贴地逆温(SBI)强度(频率)在冬、秋季比在春、夏季强(高), 而低悬逆温(EI)强度在冬、夏季强于春、秋季, 且EI频率在夏、秋季强于冬、春季; (3)陆地和海洋上PBLH与SBI和EI强度的月平均变化特征均相反, 其中陆地PBLH与低云云量的月平均变化特征均是在夏季最高(最多)而在冬季最低(最少), 但海洋PBLH和低云云量没有明显关系; (4)只有陆地的低云云量异常与PBLH异常在春季呈显著负相关, 在秋季呈显著正相关。在陆地上, 各季节低云云量异常与SBI强度异常均呈现出负相关性, 但与EI强度异常仅在夏季呈显著正相关。而在海洋上, 低云云量异常仅与SBI强度异常在秋季呈显著负相关。

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学科：极区空间物理

基于函数型主成分分析的极区电离层ELDI特征聚类研究

武业文, 金婷婷, 刘瑞源, 陈鹏蕾, 贡康, 陈涵怡

2025, 37 (4): 775-785. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240024

摘要 ( 30 )

PDF(907KB) ( 104 )

针对极区电离层特殊的E层占优电离层(ELDI)电子密度分布特征, 本文基于2007—2010年南半球冬季COSMIC卫星在南极地区的观测数据, 采用函数型主成分分析法提取出ELDI事件的两个主成分, 并应用k-means聚类方法实现了ELDI特征的分类识别。研究结果表明, 不同类别的ELDI在电子密度剖面形状上存在明显单峰和双峰差异性, 其高发区随地磁纬度和磁地方时的分布也存在明显不同。进一步对比分析显示, 不同类别ELDI的电离层特征参量具有统计学显著性差异(p<0.05)。

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基于深度学习的SuperDARN雷达极区电离层对流速度模型构建及预测

石胜胜, 刘二小, 刘建军

2025, 37 (4): 786-799. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240059

摘要 ( 38 )

PDF(11540KB) ( 141 )

地球电离层等离子体对流是由太阳风与地球磁场相互作用驱动的磁层大尺度对流循环与对流电场在极区电离层的映射, 其形成机制与行星际磁场—地球磁场耦合系统息息相关。SuperDARN作为研究地球磁层中空间天气现象的雷达网络, 是研究中高纬电离层对流的重要手段, 也是获得极区电离层对流速度数据的重要来源。本文采用SuperDARN分布在北半球的20部高频相干散射雷达获取到的2015年和2016年拟合的二维电离层对流速度数据, 应用BP-Adaboost模型、FC-GRU模型以及ED-ConvLSTM时空序列模型构建了二维电离层对流速度2 min的全域预测模型。该模型的输入为行星际磁场三分量、太阳风速度、太阳风密度和地磁指数6个近地空间参数以及回波点对应的经纬度, 输出为二维对流速度。然后利用独立数据集, 基于预测值与实测值的均方根误差(E_RMSE)、平均绝对误差(E_M_A_E)对BP-Adaboost模型、FC-GRU模型以及ED-ConLSTM时空序列等3种模型的性能进行评估, 并引入决定系数(R²)对比3种模型的性能。预测结果表明, 基于集成学习的神经网络模型BP-Adaboost预测误差最小。其预测对流速度幅值的E_RMSE为119.62 m·s^–1、速度方向角为62.23°, E_M_A_E为75.70 m·s^–1、方向角为41.80°, R²为0.70、方向角为0.59。总之, BP-Adaboost模型预测对流速度与实际对流速度之间的E_RMSE、E_M_A_E、R²均优于FC-GRU和ED-ConvLSTM模型, 因此, BP-Adaboost模型对于电离层对流速度构建具有一定的优越性。

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学科：极地信息工程与技术

“雪龙”号侧向碎冰阻力数值模拟研究

彭栋, 窦晓亮, 黄嵘, 赵炎平, 王译鹤

2025, 37 (4): 800-813. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240003

摘要 ( 47 )

PDF(14616KB) ( 99 )

“雪龙”号极地破冰科考船是我国极地科学考察的重要平台, 也是我国极地投送能力的重要组成部分。极地科学考察现场作业中往往需要依托“雪龙”号船身来阻隔海面漂流的破碎冰场, 以便在船侧形成无浮冰的开阔海域进行现场作业, 而在此作业中, 目前“雪龙”号需要承受的冰阻力往往需要基于操船人员的现场经验来预估或者判断, 缺乏相关的理论支撑与量化依据。为此, 本文基于刚体动力学理论与混合补偿问题的求解, 研发构建了船舶与破碎海冰相互作用过程与相应冰阻力非光滑离散单元法高效数值模拟模型, 以探索不同参数下“雪龙”号船侧海冰堆积由发展到稳定的演化过程, 以及与之对应的船身侧向冰阻力逐步增大到稳定的演化过程。模拟研究结果表明: (1)冰阻力和船侧海冰堆积规模随着海冰摩擦系数、海冰密集度和海冰相对速度等的增大而整体呈现上升趋势; (2)当上述参数由0.05、0.2、0.5 m·s⁻¹变为0.15、0.4、1.5 m·s⁻¹时, 冰阻力由948.5 kN增大至6102.3 kN, 对冰阻力影响的显著性由大到小依次为海冰相对速度、海冰密集度、海冰摩擦系数。本研究不仅可为“雪龙”号极地冰区阻隔漂流破碎冰场作业冰阻力评估与预判提供理论依据, 也可为作业场所选择和作业安全保障提供技术支撑。

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极区船舶电伴热扶手管涂覆层对低温换热性能的影响

邓龙祥, 黄嵘, 王东胜, 蒋颖畅, 常雪婷, 张文宜

2025, 37 (4): 814-820. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240015

摘要 ( 39 )

PDF(745KB) ( 78 )

船舶在极区航行时, 甲板设备和管道的结冰会对船体的结构强度、稳定性和动力系统等造成影响, 而电伴热防冰技术是解决该问题的有效手段之一。本文开展的极区船舶扶手管涂覆层及其对电伴热影响实验的结果表明: (1)涂层可提升扶手管表面升温速率, 同时降低扶手管传热系数; (2)在–40~–10 ℃环境范围内, 扶手管表面升温差异不显著, 同一温度, 风速从5 m·s^–1上升至7 m·s^–1时, 其表面升温幅度下降约24%, 此外, 有涂层扶手管的表面升温较无涂层圆管普遍提高30%左右; (3)涂层会改变扶手管表面的对流换热系数, 在相近的环境条件下, 有涂层的扶手管表面温度较无涂层管提升1~2 ℃, 这一升温效应直接增强了其防冰效果。

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极地冰区围油栏数值模拟研究

张笛, 刘荣, 吴达, 刘维勤, 王彪

2025, 37 (4): 821-829. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240017

摘要 ( 29 )

PDF(3631KB) ( 75 )

随着极地油气资源开发和石油运输活动的不断增加, 船舶溢油事故的风险也随之增大, 围油栏受海冰影响导致拦油失效的情况时有发生。为保障冰区船舶航行安全和保护脆弱的极地生态环境, 本文针对冰区溢油场景, 应用流体体积分数方法和Realizable k-ε湍流模型, 开展了冰区围油栏拦油数值仿真实验, 系统分析了围油栏的型深、布局方式、水流流速和溢油黏度等因素对于拦油效果的影响。结果表明: (1)随着围油栏型深的增加, 由于拦油有效面积增大, 拦油成功率基本呈现线性增长趋势, 发生初始油滴夹带失效的时间延长, 围油栏拦油效果更好; (2)随着围油栏和冰层相对距离的增大, 由于边界层效应对流体的作用减小, 拦油成功率基本呈现线性增长趋势, 发生初始油滴夹带失效的时间也随之延长, 围油栏拦油效果更好; (3)随着水流速度的增加, 由于流体动能增大, 拦油成功率基本呈现线性减小趋势, 发生初始油滴夹带失效的时间呈递减趋势, 围油栏拦油效果变差; (4)随着溢油黏度的增加, 拦油成功率呈现先增大后减小的变化趋势。以上结果不仅可为深入了解围油栏在海冰影响下的拦油过程提供理论依据, 还可为冰区船舶溢油事故应急人员提供决策支持。

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基于改进灰狼算法的南极中山站微电网风光氢储优化配置研究

周晓杰, 孟润泉, 王彬, 窦银科, 韩肖清

2025, 37 (4): 830-841. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240063

摘要 ( 39 )

PDF(1463KB) ( 159 )

针对南极中山科考站特殊的地理环境, 本文在充分考虑低温对各发电单元影响的基础上, 基于富余风光制氢、配有蓄电池和超级电容等储能装置的风光氢储等, 建立了一套独立微电网优化配置模型。该模型具有以下特点: (1)在考虑极地低温环境对风机和太阳能电池板出力、蓄电池容量、超级电容容量以及用电负荷实时影响的基础上, 分析了整个微电网的系统结构并对各设备模型进行低温建模; (2)以系统的持续可靠运行为首要目标, 年度平均成本最小为次要目标, 各设备的运行条件及全年的弃风弃光率、负荷缺失率为约束, 采用改进灰狼算法对极地环境下的微电网进行优化配置; (3)通过算例对所提出的方法进行验证。实验结果表明, 本文提出的算法不仅具有更广的遍历范围, 而且在收敛性与精确性方面均表现出更优的性能, 具有一定的参考价值。

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基于动态贝叶斯网络的北极冰山路径预测研究

李贤岭, 王子鑫, 何进辉, 张海彬, 贾宜帅, 李宏恩, 王延林, 岳秀峰, 岳前进, 黄晓明

2025, 37 (4): 842-852. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240096

摘要 ( 31 )

PDF(977KB) ( 168 )

北极地区的环境条件复杂且恶劣, 冰山漂移对北极长期作业点设施的安全构成了潜在威胁。本文通过评估北极长期作业点设施在停驻作业中的冰山碰撞风险, 提出了一种基于动态贝叶斯网络的冰山漂移路径预测模型。模型结合冰山漂移平衡方程与动量守恒法, 构建网络结构, 实现了对冰山漂移路径的动态概率预测。另外, 模型基于实时更新的环境数据, 可更精确输出冰山与长期作业点设施之间的距离, 为碰撞风险评估提供了量化依据。进一步, 基于预测结果进行风险情景分析, 并利用效用函数量化各时间点的碰撞风险, 实现了对北极长期作业点设施碰撞风险的精确评估, 显著提升了作业点设施的安全防护能力。

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学科：极地政策研究

北极航道对中国贸易结构及空间流向的影响研究——基于GTAP模型的测度

姜苗苗, 杨来科

2025, 37 (4): 853-869. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240008

摘要 ( 43 )

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本文运用一般均衡分析方法, 采用通航期的长度设置情境, 结合航运成本模型和全球贸易分析模型(GTAP), 预估北极东北航道开通对中国对外贸易结构及空间流向的动态影响。基于目前研究基础上, 为使北极东北航道的贸易影响研究不会局限于贸易总量估计和静态预测, 增加了对贸易流向和贸易结构的分析以及动态预测。研究结果表明: (1)中国对外贸易将会从北极东北航道的使用中获益。在短期、中期和长期情境下, 中国的出口规模将分别平均提升17.49%、32.84%和40.58%。(2)北极东北航道开通将会对中国与其不同贸易伙伴间的贸易影响存在空间分化。中国更多的出口将会流向俄罗斯、西北欧和中东欧等地区。在不考虑中国与其他贸易伙伴存在优惠贸易安排的条件下, 中国对东亚、东南亚、北美和世界其他国家(地区)的出口规模可能会出现不同程度的下降。(3)北极东北航道的使用将会对中国的贸易商品结构产生影响, 并会存在部门异质性。如, 短期内各部门的出口增幅会分布于0.40%~7.23%之间, 进口增幅将位于0.90%~ 8.77%之间。(4)当重油禁令推高航运企业经北极东北航道的燃油价格时, 北极东北航道开通的贸易影响将被削弱; 当地缘政治冲突引起燃油价格普遍上涨时, 北极东北航道开通的贸易影响将会显著扩大。

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中国与北极航道沿线国家贸易增加值测算及产业互补性分析

高慧敏胡麦秀

2025, 37 (4): 870-886. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240013

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受全球气候变暖和“极地放大效应”的影响, 北极海冰快速消融, 不仅大幅提高了北极航道常态化商业运营的可能性, 还通过缩短航运距离显著提升了中国与北极东北航道沿线国家的贸易潜力。根据国际标准行业分类(ISIC Rev4), 本文以初级产业和17个制造业为研究对象, 利用WWZ法对中国与北极航道沿线国家的贸易增加值进行了测算, 并运用产业内贸易指数和改进的显示性比较优势指数对两者的产业互补性进行了分析。研究结果表明: (1)中国在初级产业和17个制造业方面对北极航道沿线国家存在贸易顺差, 与传统贸易总额计算方法相比, 利用贸易增加值计算方法得到的结果缩小了中国的贸易顺差。(2)中国与北极航道沿线国家存在显著的产业互补性, 在劳动密集型产业领域, 中国在纺织和服装制造业等方面存在明显竞争优势; 在技术密集型产业领域, 中国在计算机、电子和光学设备领域的竞争优势更强, 丹麦和比利时等多数北极航道沿线国家在药品制造业领域的竞争优势更明显。

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