本文简要回顾了冬季北极涛动 (北大西洋涛动 )和北极海冰面积变化对东亚气候变化的影响、研究中存在的问题以及目前亟待解决的科学问题。
极地由于其独有的地理及气候特征 ,生存于其中的微生物具有独特的分子生物学机制和生理生化特性。极地的低温对生存于其中的微生物产生广泛而深刻的影响 ,人们对于极地微生物对这一环境因子的适应机制研究得也最为详尽。本文从酶分子水平、细胞膜、细胞质等各个角度简述了近年来国内外有关极地微生物低温适应性的分子机制 ,以期进一步阐述极地微生物对生存环境的适应机制
GAMIT/GLOBK 是高精度定位和定轨软件,在处理长基线和连续时段的静态定位 GPS 数据方面有很多优点。本文阐述了 GAMIT 软件的主要模块、数据处理基本步骤、数据处理流程以及 GAMIT 数据处理质量的评价体系。介绍了 GLOBK 的主要应用、数据处理步骤以及需要注意的有关问题。最后结合 SCAR(国际南极研究科学委员会)国际联测数据,说明其数据处理过程。
南极由于其独有的地理及气候特征，蕴育了丰富的低温微生物资源。这些低温微生物具有独特的分子生物学机制和生理生化特性，它们不但在南极生态环境系统中占有重要的地位和作用，在基础研究和生物工程应用方面同样也具有相当大的潜在价值。本文从开发利用南极微生物资源的角度出发，简述了近年来国内外有关南极低温微生物的研究状况及取得的研究成果（重点在微生物生理生化方面和遗传方面），并进一步探讨了南极低温微生物在环境保护、食品、化工及医药等多个领域中的开发应用前景。
最近研究证明 ,近半个世纪来 ,北极地区正在发生迅速变化。部分地区温度上升了 2— 3°C ,北冰洋海冰退缩 5 %,中心地区海冰厚度变薄 ,海面压力降低 ,中上层水淡化和变暖 ,吸收CO2 能力增加 ,臭氧耗损和紫外线辐射增强。中国于 1 999年开展了“中国首次北极科学考察” ,在楚科奇海、加拿大海盆、白令海以及临近海域开展了海冰气相互作用的多学科综合考察 ,对北极的区域特征及其在全球变化中的作用研究获得一些新的认识。观测到加拿大海盆中层水持续增暖的现象 ,揭示了西北冰洋与白令海水体交换的途径和次表层暖水结构 ,发现了加拿大海盆是北冰洋河水的主要储存区。利用联合冰站观测数据 ,模拟了北冰洋夏季大气边界层结构和下垫面能量平衡的变化特征 ,定量给出了北冰洋夏季海 /气和冰 /气之间湍流通量和边界层参数的差异。海 /气CO2 的通量观测表明 ,考察区的大部分海域均为大气CO2 汇区 ;西北冰洋海冰区具有较高的生物泵运转效率 ,楚科奇海陆架是一个高效的有机碳“汇”区 ,寒冷水体中微生物活动并未受到明显抑制。沉积物的地球化学过程研究表明 ,海底表层沉积物中碘含量存在着由低纬度到高纬度增加趋势 ,北极地区可能是碘的汇区 ,碘可作为极区古海洋中的地球化学元素变化的重要指标。楚科奇海、白令海
中国自行组建的极地微生物学调研起始于上世纪80年代初,迄今20余年来,中国极地微生物学研究取得了丰硕的成果,调查范围涉及南北极,包括南极长城站、中山站及其附近区域土壤、空气、水体和南大洋水域,及从中取得的生命和非生命材料、白令海和楚科奇海、波弗特海、加拿大海盆等北冰洋海区,及青藏高原等等。对极地微生物的种群、含量、多样性、生长特征、生理生化特性、系统发育等作了广泛而有深度的研究分析,并就其中的一些菌株的活性物质开发利用进行了有意义的探索。最后对今后中国极地微生物学的研究提出了一些建议。
南极磷虾以其巨大的生物量和潜在的渔业价值而日益受到人们的重视。本文就如何综合利用南极磷虾、开发其药用价值、最大限度地增加经济效益等方面进行了综合分析 ,对目前国际上的研究动态、研究成果和发展趋势等进行了介绍和探讨
船载卫星遥感图象处理系统是针对南极考察气象航线预报、冰区航行的海冰预报和导航需要而研制的船陆两用多功能软件系统。采用了最新的 DEL PHI可视化软件开发工具 ,开发了用于 WINDOWS98环境下的 32位的程序 ,并针对接收系统开发了 WINDOWS设备驱动程序 ,提高了在 WIND0 WS98多任务环境下 ,接收程序的实时性和可靠性 ;采用面向对象的程序开发方法和开放式的体系结构 ,便于功能的更新和提高 ;采用 SGP4/SDP4轨道模式及两行元素的轨道参数计算出卫星星下点的位置 ,实现了在 1 A图象上计算逐点经纬度的快速动态定位和图象显示的功能 ;采用迭代法利用电子地图网格数据 ,在接收的卫星云图上迭代套上地形及海岸线。组成了适合船陆两用的多功能快速灵活的图象处理系统 ,可以在 1～ 2分钟瞬间内完成一幅图的定位套网格和套地形线的工作。解决了南极海冰监测和冰缝、水道预报的难点。可以使图象上下滚动、左右移动、任意放大、缩小和剪取 ;可以随着鼠标的移动显示出图上任意一点的经纬度 ;能够在图上标出任意目标物 ,如船位、站位、岛屿等等 ;能够方便地在图上画出航线 ,直观地判断船所处的位置和航线周围的气象和海洋环境状况 ;解决了在茫茫海洋和冰区中航行找不到参照物时的困惑 :能够输出任意大小的 2 4位真
在过去30年间，北极气候发生了前所未有的异常变化，北极海冰变化更是经历了令人瞩目的、从平缓到突变的缩减过程，因此，北冰洋及其海冰的研究得到广泛的重视。综述当前国内外有关北极海冰快速变化的研究工作，对这些大气的现场观测和卫星遥感资料的分析，以及一些全球和区域气候模拟的结果，基本上一致地指出了近3O年来北极海冰的快速衰减趋势，尤其是夏季北极海冰正以每lO年超过10％的变化幅度快速减少。从海冰的基本物理特征、与大气海洋相互作用的物理过程、及其对全球和北极气候变化的响应和反馈机制，研究形成这种快速变化的因子——海表面气温增暖，太平洋与大西洋人流的热盐性质变化，以及大气环流模态的影响等。
西南极乔治王岛菲尔德斯半岛主要由基性熔岩、火山碎屑岩及薄层沉积岩组成,并有次火山岩体及脉岩发育.野外观察及K—Ar,Rb—Sr全岩年龄说明岩石形成于始新一渐新世.主要元素和微量元素地球化学特征说明岩石属低钾高铝钙碱性玄武岩,但具有拉斑玄武岩的某些特征,是岛弧火山活动的产物.岩层呈平缓单斜,发育有近同期及后期走滑正断层,以及由断层活动形成的局部以称褶皱.
结合前人对北冰洋海冰、气候系统的研究成果和 1 999年 8月在北冰洋对海冰的现场观测 ,本文综述了海冰分布、厚度的变化 ,海冰表面特征、积雪变化及北冰洋天气、气候特征和分区。讨论了北极海冰与南极海冰的差异。文章认为 ,北冰洋与周围地区气候变化趋势的不一致 ,主要是由于夏季在北冰洋海冰与开阔水域的相间分布、海冰漂移、融化吸热 ,均衡了周围大气、海洋温度的变化。
我国第16次南极科学考察队在格罗夫山区域的蓝冰表面回收到28块陨石,其中有6块属于非平衡型(即3型)普通球粒陨石。它们保存了原始的岩石矿物学特征,包括非常清晰的球粒结构、基质未重结晶和不透明、橄榄石和低钙辉石颗粒具有明显的成分环带和极不均一的化学组成等。Fe-Ni合金含量、含Fe总量和橄榄石成分综合分析表明这6块陨石全部属于低铁群(L)。因为非平衡普通球粒陨石橄榄石成分变化的PMD(Fa)值与岩石类型亚型有良好的相关性,因此,根据橄榄石Fa的PMD标准这6块陨石被划分为如下亚型:GRV 99019为3.6型,GRV99020、GRV 99021和GRV 99026为3.5型,GRV 99001为3.4型,GRV 99022为3.0—3.4型。
依据 1 999年 7月至 9月中国首次北极考察队在白令海、楚科奇海和南加拿大海盆的现场调查资料 ,本文分析了三个海区的水团特征 :( 1 )白令海水团主要由季节变化显著的白令海上层水团和中层水团以及深层水团组成 ;( 2 )楚科奇海水文特征受融结冰过程影响较大 ,1 999年7月和 8月差异较大 ,其水团主要为浅海变性水团 ,包括两个次级水团 ,楚科奇海夏季水和来自北太平洋以及北冰洋变性的外海入侵水 ;( 3)南加拿大海盆的水团主要由受融结冰过程影响的表层水团、源于太平洋水的次表层水、源自北大西洋的中层水团和深层水团组成
1998 /1 999年南极夏季 ,作者随“雪龙船”在南极普里兹湾及其北部海区 (63° - 69°1 2′S ,70°30′- 75°30′E) 3条断面 2 4个测站进行浮游生物现存量和初级生产力的现场观测 ,研究叶绿素a浓度和初级生产力的分布特征。测区表层叶绿素a浓度为 0 .1 6 - 3 .99μg/dm3,普里兹湾内和湾西部四女士浅滩海域浓度在 3 .5μg/dm3以上 ;平面分布趋势从湾内向西北方向递减 ,深海区浓度在 0 .5μg/dm3以下。从垂向看叶绿素a浓度的最大值大多出现于 2 5m或 50m层 ,50m以下更深层的浓度随深度的增加而降低 ,2 0 0m层叶绿素a浓度分布范围为 0 .0 1 - 0 .95μg/dm3。粒径分级叶绿素a浓度以微小型浮游生物的贡献占优势 (56 % ) ,微型浮游生物的贡献占2 4 % ,微微型浮游生物的贡献占 2 0 %。测区潜在初级生产力为 0 .1 1～ 1 1 .67mgC/(m3·h) ,平均值为 2 .0 0± 2 .80mgC/(m3·h)。高生产力区位于普里兹湾 ,平均现场生产力达到 0 .86gC/(m2 ·d) ;依次为陆架区、陆坡区 ,深海区生产力较低 ,平均现场生产力为 0 .1 7gC/(m2 ·d)。光合作用同化数较低 (1 .53± 1 .1 1mgC/(mgChla·h) )。粒径分级初级生产力以微小型浮游生物的贡献占优势 (58% ) ,微型浮游生物的贡献占 2 6 % ,微微型浮游生物的贡献占 1 6 %。浮游植
在 CHINARE- 1 5考察期间 ,采集了南极阿德雷岛 Y2湖 67.5cm长的一支湖芯。室内分析测试了部分化学元素的含量 ,与南极西湖沉积物、新鲜企鹅粪、阿德雷岛鸟粪土和南沙太平岛鸟成土的元素特征进行对比后指出该湖泊沉积物为企鹅粪土。元素的聚类分析结果表明该粪土的元素标型组合包括 P、S、Sr、Ba、Cu、Zn、Se、Ca和 F等 9种元素。这为进一步解释其中所记录的气候环境事件提供了依据。
本文研究的主要内容是从对流层天顶延迟来反演大气中的可降水量。利用我国长城和中山两站 1 998、1 999、2 0 0 0年参加全南极GPS国际联测所取得的南极地区的GPS数据 ,组成各期GPS网 ;采用高精度的GAMIT/GLOBK软件进行基线解算和网平差处理 ,使用多种数据处理方案 ,得到各时段两站对流层的天顶总延迟值 ,采用了Saastamonien和Hopfield两种模型分别进行天顶静力学延迟的解算来分离天顶静力学延迟。从两站的历史气象资料出发 ,通过回归计算得到适合两站 1、2月份的转换系数K ;然后进行天顶湿延迟至可降水量的转换 ,结合现场的气象资料进行对比分析。各期数据均取得了较为满意的结果。
应用AFS和ICP-AES测定分析了南极磷虾和中国海虾样品中的硒和其他12种矿质元素的含量，并做了对比研究。结果显示，南极磷虾中含有丰富的人体必需元素，特别是Se、P、Mg、Zn，其中，Se含量范围为：2.48—4.15 mg/kg［均值：（3.32±0.73） mg/kg］，所采集样品硒含量为中国海虾硒含量的2—5倍。普通干燥的南极磷虾中其他矿质元素，如P的平均含量为 （14.31±0.45） mg/g，Mg为 （6.18±0.16） mg/g，Zn为（153.9±5.7） mg/kg，约为中国海虾中含量的１.5倍。此外，样品中砷含量为0.68—1.22 mg/kg，低于国标GB4810-94对海产品中砷的限量要求≤2.0 mg/kg（以无机砷计）。这些结果表明南极磷虾不仅可以作为提供硒及矿质元素的一个良好的食物来源，还可以用作饲料添加剂、食品添加剂的加工原材料。
南极和北极是地球上的气候敏感地区，也是研究全球变化的关键区域。中国的南极和北极实地科学考察研究，分别始于20世纪80年代和90年代。作为国家行为，到2010年底，已经组织了27次南极考察、4次北极北冰洋考察和7次北极陆地考察；在南北极建立了4个科学考察站、5个(中澳/中美)合作自动气象站；初步形成了以有人考察站、无人自动气象站和“雪龙”号科学考察破冰船为主体的极地科学考察研究硬件支撑体系。极地气象科学考察研究是近30年来在我国有较大进展的科学研究领域，通过研究对极地与全球变化的关系有了初步认识。特别是在揭示南北极地区气候变化的时空多样性；建立极地考察的业务天气预报系统；诊断和模拟极地海冰变化特征；研究极地不同下垫面的大气边界层特征和中山站大气臭氧总量变化特征；探讨极地大气环境特征变化对东亚环流和中国天气气候的可能影响等方面取得了重要进展。在南北极地区，进一步加强国际合作，完善气象科学研究体系；监测大气要素的变化，提高极地气象业务水平；拓展极地气象科学考察研究领域，积极获取气候代用资料；认识极地在全球变化中的作用，为国民经济可持续发展提供科学支撑；仍是我国极地气象科学与全球变化研究的重要内容。
本文主要利用近三十年来的文献资料 ,概述了普里兹湾及其邻近洋区物理海洋学研究的进展。其主要内容包括 :1 .开展普里兹湾及其邻近海域物理海洋学研究的科学意义 ;2 .现场考察的综述 ;3.水团分布及其物理特性 ;4.海流观测及其分析 ,与此同时 ,说明了在上述各个方面的研究成果和最新进展。最后指出了目前在有关的观测和研究工作中存在的不足 ,以及今后改进的建议。
