极地研究

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1. 中国南极医学研究进展与展望

徐成丽

极地研究 2024, 36 (3): 486-495. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240040

摘要（1177）

PDF（pc）（383KB）（489）

南极是地球上气候环境最恶劣的地区之一，人类在南极极端环境下如何生存与适应是南极医学研究的主要内容。本文重点综述了近二十年的我国南极医学研究及科考队员选拔研究和相关标准研制进展，主要包括：1）科考队员在南极越冬条件下，易发生昼夜节律失同步和睡眠紊乱、免疫-神经-内分泌网络调节失衡、负性情绪增加等症状，2）科考队员在南极内陆环境下，易发生急性高原病、心肺功能降低、睡眠障碍、疲劳等负性情绪增加等症状，3）血氧饱和度低、急性高原反应症状分度评分增加、心电传导阻滞、负性情绪增加等是筛查内陆科考预选队员低氧易感个体的敏感指标，4）制定了目前极地医学唯一的国家行业标准《极地考察队员岗前体格检查要求》（HY/T236-2018），为科学规范选拔队员提供了医学指导准则。今后应继续开展我国南极考察队员在极端环境下应激适应、代偿和损伤的生理病理变化及其机制研究，为考察队员的选拔、适应、防护、站务管理和有关政策制定等提供科学建议。

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2. 中国极地考察40年进展与展望

刘顺林

极地研究 2024, 36 (3): 317-328. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240079

摘要（1003）

PDF（pc）（409KB）（1783）

极地考察在提升极地认知、保护极地生态环境、合理利用极地资源、促进极地产业发展等各方面发挥着重要作用。从1984年我国首次南极考察和南大洋调查以来, 我国极地考察从无到有、由弱变强, 取得了突破性进展, 1999年, 实施了中国首次北极科学考察, 实现了两极考察发展战略, 正从极地科考大国向科考强国迈进: 建成“两船七站”的极地科考支撑平台, 构建了“天-空-地-海”极地立体观测网, 研发了极地深冰芯钻具等多套极端环境采样装备, 组织实施了“‘九五’国家攻关南极计划”“南北极环境综合调查与评估”等极地专项, 在极地冰盖不稳定性、南大洋和北冰洋生物地球化学循环及其对全球变化的响应与反馈作用等多个领域取得有国际影响力的研究成果, 成功实施了“南极普里兹湾—埃默里冰架—冰穹A的综合断面科学考察与研究”(PANDA)等国际合作计划, 为我国极地事业发展做出了重大贡献。未来应进一步完善极地船站科考平台, 增强南大洋和北冰洋长期观监测能力, 牵头重大国际合作项目, 推进我国极地考察站的国际化应用, 为“认识极地、保护极地、利用极地”作出更大贡献。

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3. 极地冰下基岩取心钻探技术综述

李亚洲杨甘生张凯李冰王祖凡黄若舟

极地研究 2024, 36 (4): 518-543. DOI: 10.13679/j.jdyj.20230005

摘要（924）

PDF（pc）（17986KB）（556）

冰下基岩取心钻探技术是开展极地冰川学、古气候学以及地质学等研究的重要手段。虽然电缆悬吊式电动机械钻具和回转式岩心钻机等钻探技术已经在冰下基岩取心钻探中得到了成功应用，但冰下基岩取心钻探还面临着诸多技术挑战亟待破解。本文通过对近几十年来冰下基岩取心钻探技术的文献调研，系统梳理了各类钻探方法的应用条件以及优缺点，并提出技术优化方案，以期为极地冰下基岩取心钻探工程的实施提供一定程度的技术支持。在未来，应进一步完善现有冰下基岩取心钻探技术，并研发新式冰下基岩取心钻探技术，促进极地地质科学的发展。

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4. 极地船舶防寒设计研究

刘志兵濮骏黄津津陈彦臻

极地研究 2023, 35 (3): 479-489. DOI: 10.13679/j.jdyj.20220418

摘要（848）

PDF（pc）（4592KB）（1396）

冰冻是极地船舶最常见的问题, 会影响船舶的安全性和设备系统的可操作性, 所以暴露在寒冷天气下的船舶系统和设备应满足相应的防寒要求, 以实现防冰和除冰效果。本文梳理了中国船级社(CCS)的相关防寒规范指南, 并通过分析全船不同区域对象的防寒需求, 重点对机舱通风、冰海水门、液舱防冻和甲板机械等设备系统的防寒技术进行了研究, 总结了相应的主要防冻措施, 以期对航行于寒冷地区船舶的设计有所指导。

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5. 北极海冰短期预报和中长期预估模式研究进展

查宇凡张瑜陈长胜徐丹亚

极地研究 2023, 35 (3): 440-459. DOI: 10.13679/j.jdyj.20220416

摘要（800）

PDF（pc）（1958KB）（557）

在全球气候变暖的背景下, 北极海冰的快速变化对北冰洋的自然环境、水文状况、生态系统等均产生显著的影响。作为全球气候变化的重要指示器, 加强对北极海冰未来变化的精确预估将增进对北极乃至全球气候变化趋势的理解和认识。当前, 数值模式是有效预估海冰未来变化的主要手段之一, 然而由于影响模式准确度的因素众多, 模式之间的结果差异较大。因此, 本文梳理了目前国内外有关北冰洋短期预报以及中长期预估模式的研究进展, 着重对各类模式在北极海冰的密集度、覆盖范围和面积、厚度以及漂移速度等关键要素的模拟精度进行研究, 分析了当前模式对北极海冰未来变化趋势的预估, 并展望了数值模式在北极海冰预估方面的研究与应用前景。

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6. 基于ICESat-2卫星测高的南极冰盖1 km数字高程模型

范艺培王泽民张保军

极地研究 2023, 35 (3): 383-391. DOI: 10.13679/j.jdyj.20220413

摘要（794）

PDF（pc）（4798KB）（756）

冰盖的数字高程模型(digital elevation model, DEM)是对冰盖形状的刻画, 是研究南极冰盖必不可少的基础数据^[1]。然而, 受气候变化影响, 西南极冰盖发生了剧烈的消融, 冰盖的DEM也随之不断地变化。Ice, Cloud and land Elevation Satellite-2(ICESat-2)是美国国家宇航局(National Aeronautics and Space Administration, NASA)于2018年发射的最新一代激光测高卫星, 星上搭载的先进地形激光测高系统(Advanced Topographic Laser Altimeter System, ATLAS)对南极冰盖表面进行了高密度的精确观测。本文利用这一观测数据, 使用最小二乘拟合法制作了1 km×1 km网格的南极冰盖DEM。使用NASA冰桥(IceBridge)计划采集的机载激光雷达测高数据评估发现, 随着冰盖表面坡度的降低, 该DEM的精确度逐渐提高。整体来看, 该ICESat-2 DEM与IceBridge高程数据的差值的中位数、均方根和十分位距分别为–0.45 m, 17.51 m和17.93 m。在不同坡度范围内, 该ICESat-2 DEM的精确度均优于前人基于 ICESat-2 数据所得到的南极冰盖的 DEM。

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7. 西北冰洋二氧化碳分压变异与海冰变化的关系

赵雨杨威吴瀛旭金梅兵祁第

极地研究 2023, 35 (4): 499-507. DOI: 10.13679/j.jdyj.20220421

摘要（793）

PDF（pc）（1795KB）（876）

北极海冰消退造成了开阔水域面积的增加, 进而促进表层海水吸收更多的二氧化碳(CO₂), 导致表层CO₂分压(pCO₂)呈上升趋势。然而, 目前还缺少对于海冰消退过程中pCO₂的显著变化及其与海冰联系的相关研究。本研究基于2008年中国第三次北极科学考察数据, 发现西北冰洋夏季海表pCO₂的分布呈现出陆架区低海盆区高的特征, 整个海区总体上为大气CO₂的汇, 其中陆架区碳汇通量为13.8 mmol·m^–2·d^–1, 而广阔的加拿大海盆区仅为3.7 mmol·m^–2·d^–1。本研究重点分析了海盆区高pCO₂和低碳汇的驱动机制, 根据质量平衡模型模拟了加拿大海盆区在整个海冰融化过程以及随开阔海域时间延长的情景下, 海表pCO₂的响应变化趋势。结果表明: (1)在融冰过程中, 海-气CO₂交换驱动pCO₂呈缓慢增加趋势; (2)在海冰完全融化后, 伴随着海面暴露在空气中时间的延长, 海-气CO₂交换与升温共同作用使pCO₂迅速增加, 且增加速率高于融化阶段。

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8. 南极春季臭氧损耗和恢复期的主要特征及其与平流层环流异常的关系

李佳瑶周顺武杨铖邓中仁姚遥孙阳

极地研究 2023, 35 (3): 337-351. DOI: 10.13679/j.jdyj.20220430

摘要（754）

PDF（pc）（2290KB）（442）

21世纪以来, 南极臭氧总量经历了逐渐恢复的过程。本文基于近41年(1979—2019年)BS填充臭氧总量(Bodeker Scientific Filled Total Column Ozone)数据集和同期的ERA5再分析数据, 分析了20世纪末(1979—1999年, 损耗期)和21世纪初(2000—2019年, 恢复期)南极春季(9—11月)臭氧总量和平流层环流的主要变化特征, 研究了不同时期平流层环流异常与臭氧总量的关系, 并通过行星波诊断了影响臭氧总量变化的可能途径。结果表明, (1)南极臭氧总量在损耗期以51.5 Du(10 a)⁻¹的速率显著减小, 在恢复期以14.2 Du(10 a)⁻¹的速率持续增加; 与臭氧总量存在显著相关的平流层云(PSC)面积、平流层下部极区温度、中部极区位势高度以及60°S平均纬向风在损耗(恢复)期也经历了快速(缓慢)变化; (2)在整个分析时段, 臭氧总量与PSC面积、平流层温度、位势高度以及纬向风保持着显著且稳定的关系; 其中恢复期臭氧总量与上述平流层各要素的关系更加显著; (3)与损耗期相比, 恢复期由于平流层存在较强的Eliassen-Palm(EP)通量, 伴随平流层中上部极区EP通量辐合和更大的负涡旋热通量, 使得平流层温度升高, 极涡减弱, 不仅导致PSC面积减小, 而且有利于南极臭氧总量恢复。

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9. 极地冰雪探测冰雷达技术发展回顾与展望

邢治瑞稂时楠赵博窦银科肖鹏李霖孙波崔祥斌

极地研究 2023, 35 (4): 591-606. DOI: 10.13679/j.jdyj.20220431

摘要（752）

PDF（pc）（7540KB）（625）

冰雷达是用于极地冰雪探测的主要技术手段, 为研究极地冰雪的几何特征、内部结构、冰下地形地貌和冰底环境提供了重要的基础观测数据。20世纪50年代, 人类首次发现特定频段的电磁波可以“穿透”南极冰盖, 进而在60年代研制出用于极地冰盖冰下探测的冰雷达系统。之后60多年里, 随着计算机、电子信息和卫星定位导航等技术的发展, 冰雷达技术研究取得快速发展, 形成了适用于极地冰盖、海冰及其上覆积雪不同探测需求的多样化冰雷达系统。本文在简要回顾了早期冰雷达技术发展的基础上, 着重从极地冰盖深部探测、极地冰盖和海冰浅表层探测以及新型极地冰雪探测冰雷达技术3个方面, 回顾总结了近10年来国内外主要进展。未来, 为适应极地冰盖、海冰及其上覆积雪观测研究的多种需求, 需要进一步提升冰雷达系统性能(探测深度、跨轨迹向分辨率、垂向分辨率等), 并且研制满足新型平台(无人机、卫星等)搭载需求的小型、低功耗冰雷达系统, 以及发展多通道、多频、多极化集同观测模式的综合冰雷达技术。

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10. 抗冻蛋白多维活性表征鉴定新进展

单妍妍廖丽胥义陈波

极地研究 2023, 35 (3): 490-497. DOI: 10.13679/j.jdyj.20220424

摘要（739）

PDF（pc）（4349KB）（470）

抗冻蛋白(antifreeze protein)是一类能够控制冰晶、帮助生物免受低温损害的蛋白, 具有多种优良的抗冻活性。本文全面讨论了抗冻蛋白多种抗冻活性(冰面结合活性、热滞活性、重结晶抑制活性、冰晶修饰活性和冰粘附活性), 介绍了抗冻活性鉴定方法及其最新的进展。在此基础上, 总结了抗冻蛋白研究存在的问题与挑战, 并对其研究前景进行了展望。

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11. 基于联邦学习的中山站移动传感单元启发式路径规划算法研究

王煜尘祝标郭井学窦银科姚旭孙阳

极地研究 2023, 35 (3): 392-404. DOI: 10.13679/j.jdyj.20220428

摘要（729）

PDF（pc）（12391KB）（539）

启发式算法被广泛用于移动巡检单元的路径规划中。然而在一些特殊场合(例如南极中山站), 有限的通信带宽、能源和计算能力要求移动巡检单元在路径规划算法中更有效率。为了解决上述困难, 本研究提出了1个网络交换和分布式通信设施的设计方案, 并将其作为实现数字孪生传感网络的基础。同时, 本研究提出了1种改进型灰狼优化的路径规划算法, 结合联邦学习机制, 以提高路径规划算法的效率, 减少资源消耗。通过一系列的仿真研究和南极中山站现场试验, 验证了该算法在启发式全局路径规划、规划成本评估和区域动态路径规划方面取得了良好的性能。本研究设计的硬件平台功能符合实际任务要求, 新型启发式路径规划算法优于同类其他算法, 联邦学习机制提高了规划算法中参数设置的效率, 算法模型使南极中山站移动巡检单元的路径规划更加高效和可靠。

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12. 北极新奥尔松地区有色雪中的微生物多样性

韩玮袁依杨李邰宇曾胤新李会荣罗玮

极地研究 2023, 35 (3): 405-414. DOI: 10.13679/j.jdyj.20220422

摘要（727）

PDF（pc）（822KB）（380）

北极地区的极端环境孕育了许多独特抗逆性的微生物群落。融雪期, 雪冰界面的藻类大量繁殖从而形成有色雪。为了解这种微型生态系统, 本研究对新奥尔松地区有色雪和白雪中细菌进行分离培养和16S rRNA基因测序, 并分析雪样中的藻类多样性。本研究共分离获得272株细菌, 分别属于变形菌门、放线菌门、拟杆菌门和厚壁菌门中的32个属、74个种, 其中16株分离菌为潜在新种。有色雪中分离到放线菌和拟杆菌, 但是白雪中未分离到。在有色雪中, 藻类群落以Sanguina nivaloides和Chloromonas nivalis为主, 白雪中以Monochrysis sp.和Sanguina nivaloides为主。橘雪中优势的β变形菌纲与拟衣藻存在关联, 相互促进生长。本研究结果表明, 新奥尔松地区有色雪中微生物多样性较高, 并为有色雪生境中的藻菌关联研究提供了基础信息。

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13. 北极地区油气资源分布特征与开发利用分析

孙迪张厚和郝婧李春荣刘世翔蒋德鑫李易灿

极地研究 2024, 36 (2): 286-303. DOI: 10.13679/j.jdyj.20240001

摘要（723）

PDF（pc）（1369KB）（975）

北极地区蕴藏着丰富的油气资源, 对优化我国能源进口结构及有效分散石油进口风险具有重要意义。基于标普全球和美国地质调查局最新数据, 本文开展了环北极主要国家油气勘探开发历程分析和北极地区油气资源时空分布特征分析。分析结果表明: (1)北极地区油气勘探开发工作主要在俄罗斯、美国、加拿大、挪威和丹麦五国开展, 分为早期调查(至1963年)、陆上大发现和早期开发(1964—1976年)、海陆并进和快速上产(1977—1992年)、勘探低迷和开发高位徘徊(1993年至今)4个阶段。(2)北极地区已发现油气田519个, 累计油气探明和控制可采储量474亿吨油当量, 累计产量162亿吨油当量, 待发现资源量1159亿吨油当量, 呈现出油气构成不均、海陆分布不均、国别分布不均和层位分布不均的特点。基于对环北极国家油气开发利用情况和前景的综合考量, 建议我国积极与俄罗斯开展天然气勘探开发合作, 在夯实管道天然气开发建设进程的基础上, 拓展液化天然气和北极航道基础设施建设合作领域。

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14. 两种无机碳去除方法对南极海洋沉积物中铁结合态有机碳测定的影响

黄文浩赵军郭晓泽郭佳莹李栋潘建明

极地研究 2023, 35 (3): 362-370. DOI: 10.13679/j.jdyj.20220403

摘要（716）

PDF（pc）（1672KB）（536）

海洋沉积物中活性铁(Fe_R)结合态有机碳(OC-Fe)具有长期保存潜质, 准确测定其含量对评价其对碳埋藏的贡献(f_OC-Fe)和在缓解全球变暖中的作用具有重要意义。目前尚无研究评估酸蒸法和酸洗法对估算OC-Fe和f_OC-Fe的定量差异。本研究使用酸蒸法和酸洗法分别对南极普里兹湾5个表层沉积物的原样、还原实验后样品和对照实验后样品进行无机碳去除处理, 测定对应的有机碳(OC)含量, 计算这两种方法的OC-Fe和f_OC-Fe。结果表明, 对于原样、对照和还原实验后样品, 酸洗法测得的OC含量比酸蒸法分别低34.82%±12.92%、32.80%±15.11%和26.15%±20.51%, 说明酸洗法能显著析出酸溶性OC和水溶性OC。两种方法处理后得到的OC-Fe含量和f_OC-Fe范围均差异显著, 表明酸洗法会额外析出部分高结晶度态铁氧化物或低活性含铁硅酸盐结合的OC, 放大f_OC-Fe的差异, 不利于准确评估OC-Fe对海洋沉积OC贡献量。因此, 在开展OC-Fe研究时, 建议采用酸蒸法去除无机碳。

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15. 非政府组织对南极环境决策的影响路径与中国因应

刘惠荣谢炘池

极地研究 2023, 35 (3): 415-427. DOI: 10.13679/j.jdyj.20230004

摘要（714）

PDF（pc）（412KB）（579）

环境治理既是南极国际治理的核心议题, 又是各国锚定参与南极事务的关键目标之一。纵观南极环境决策机制, 既有南极条约协商会议(ATCM)、南极环境保护委员会(CEP)以及南极海洋生物资源养护委员会(CCAMLR)等南极条约体系制定机构的引领, 又有南极旅游组织者协会(IAATO)等活跃在南极的非政府组织的积极参与。非政府组织以其非政府性、非营利性和国际性的优势在制定行业规范、供给科学知识、参与议题设置、强化舆论引导等方面发挥了独有作用, 进一步促进了南极环境决策机制的透明化和民主化。作为南极条约协商国, 我国在参与南极环境治理时应辩证看待非政府组织所发挥的作用, 既要关注其在南极造法进程中的重要贡献, 又要警惕非政府组织“政府化”和“唯资本化”倾向对我国造成的扰动。此外, 我国要以南极研究科学委员会(SCAR)为纽带加强同非政府组织在科学层面的合作, 同时鼓励并引导国内社会组织参与南极事务, 不断提升在南极治理中的话语权和国际地位。

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16. 南极藻类物种多样性、低温适应性及生物技术应用

邓仟高保燕唐子涵张成武

极地研究 2023, 35 (4): 619-629. DOI: 10.13679/j.jdyj.20220425

摘要（704）

PDF（pc）（418KB）（1152）

藻类作为南极初级生产力的主要贡献者和南极生态系统食物网的基础, 经过长期的适应和进化形成了一系列应对低温的抗逆机制, 对维持极地生境的稳定性至关重要。本文综述了南极藻类物种的多样性及分布特征, 从细胞膜脂质组成变化, 细胞内、外活性物质的产生以及进化机制等多方面揭示藻类在低温环境中的适应策略, 概述了嗜冷藻类在营养健康、医药治疗、日用化工工业和化妆品行业的广泛应用。目前, 对南极藻类多样性的探索, 对嗜低温藻类多组学的研究, 低温藻培养技术的突破和新的嗜低温与耐低温藻种生物资源的利用还有待进一步发展, 随着对藻类温度适应策略的不断探究, 未来低温藻将会得到更多的关注和研发。

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17. 东南极普里兹湾沉积物中重金属的富集特征和来源分析

蒋文轩于培松张海峰赵军张慧娟潘建明

极地研究 2023, 35 (3): 352-361. DOI: 10.13679/j.jdyj.20220402

摘要（698）

PDF（pc）（956KB）（491）

通过对中国第30次南极科学考察期间在东南极普里兹湾采集的岩芯ANT30/P1-02进行重金属含量的分析, 探讨了末次间冰期以来ANT30/P1-02岩芯重金属的富集特征和来源变化。结果表明, 重金属富集系数变化趋势与重金属含量变化趋势一致, 在不同时期重金属含量变化趋势明显, 可以被用来指示冰期-间冰期旋回特征。Pb、Zn、Ba元素均呈现富集现象, 其中Ba元素有明显的富集, Ge、Cd、Fe元素均没有富集或者富集不明显, 且富集系数在冰期与间冰期变化不明显, Ca元素在末次间冰期有明显的富集。通过不同来源输入的估算, 发现5种元素来源输入相差较大, Fe、Ge元素在末次冰期来源输入相差较大, Ba、Ca、Zn元素在末次间冰期来源输入相差较大。Fe、Ca元素更大程度上受岩源输入影响, Ge、Ba、Zn元素更大程度上受生源性物质输入的影响。Fe、Ge、Ba、Zn和Ca元素不同来源输入相差较大的原因与富集系数特征相符。

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18. 北极气候和陆地环境变化对工业影响的研究进展

郭红翔朱文泉赵涔良陈力原谢志英

极地研究 2023, 35 (3): 460-478. DOI: 10.13679/j.jdyj.20220404

摘要（696）

PDF（pc）（763KB）（511）

气候变暖在北极呈现了“放大效应”, 这使得北极气候和陆地环境变化更为显著, 这些变化对北极乃至全球的工业经济产生了影响。本文针对北极采矿业、制造业、建筑业、生产和供应业4个工业部门, 分别总结了它们在北极地区的经济体量, 并按各自生产要素, 综述了它们受北极气候和陆地环境变化影响的方式及现有研究进展。最后, 从北极气候和陆地环境变化对工业影响方式、现有研究对各工业部门及工业整体的认识、适应性策略的制定和实施、多样化数据和方法的探索、对中国参与北极工业建设活动的启发和意义5个方面, 对现有关于北极气候和陆地环境变化对工业经济影响研究所存在的问题进行了分析与总结, 并对未来趋势进行了展望。研究结果可为探索和认识北极, 以及中国参与北极环境保护、工业投资和建设提供参考。

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19. 北极地区海雾数值模拟及其电波衰减研究

张玉生郭相明郝晓静赵强张蕊

极地研究 2023, 35 (4): 556-565. DOI: 10.13679/j.jdyj.20220417

摘要（695）

PDF（pc）（5325KB）（1017）

北极地区气候恶劣, 但提供了北美洲、欧洲北部和亚洲北部国家之间最短交通往来路径, 因此具有重要的战略地位。北极航行需要气象、导航、通讯、雷达等方面的保障, 北极海雾降低了海上能见度, 会使航行船只迷失方向造成搁浅、碰撞等重大事故, 并引发大气波导超视距、毫米波严重衰减等电波传播现象。本文根据全球再分析数据, 基于适合北极地区的中尺度大气数值模式, 通过改进Noah陆面过程方案、长波辐射方案(RRTMG方案)等设置, 成功模拟了我国第四次北极考察期间在北冰洋遇见的某次浓雾及其演变发展, 并基于米氏(Mie)散射和瑞利(Rayleigh)散射理论评估了其对毫米波和远红外波段上的单位距离衰减值。对于毫米波段两代表频率(频段高低端100 GHz 和30 GHz), 在频率30 GHz, 单位距离衰减值随海雾含水量增大逐渐增大, 但变化平缓; 在频率100 GHz, 单位距离衰减值随海雾含水量增大迅速增大。对于红外波段两代表波长(波段高低端0.1 cm和50 µm), 在波长0.1 cm, 单位距离衰减值随海雾含水量逐渐增大但变化平缓; 在波长50 µm, 衰减值随海雾含水量增大迅速增大, 单位距离衰减值可迅速增大到几百dB·km^–1, 两波长的衰减值相差很大。对于相同液态含水量雾区的单位距离衰减值来说, 远红外衰减值远远大于毫米波衰减值, 毫米波频段高低端和红外波段波长最高端0.1 cm衰减值一般在几dB以下, 而红外波段波长最低端50 µm衰减值在几百dB, 与其他波段相比单位距离衰减值甚大, Polar WRF模式能够模拟获取较准确的北极海雾特性, 也能够用于评估北极海雾对电磁波传播衰减以及对无线电信息系统特性的时空影响。

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20. 基于海冰密集度的南极威德尔冰间湖监测与评价

邝慧妍华健聪叶玉芳程晓惠凤鸣陈卓奇

极地研究 2023, 35 (4): 517-532. DOI: 10.13679/j.jdyj.20220426

摘要（693）

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海冰密集度产品在冰间湖的监测与研究中应用广泛。本文使用8种典型的被动微波遥感海冰密集度产品(NSIDC-BT-25km、NSIDC-NT2-25km、NSIDC-NT2-12.5km、NSIDC-NTBT-25km、EUMETSAT-BTBR- 25km、EUMETSAT-BTBR-10km、UH-ASI-12.5km和UB-ASI-6.25km)以及5种常用的海冰密集度阈值(15%、40%、50%、60%和70%)对南极威德尔海2016—2017年出现的冰间湖进行监测, 并使用形态学后处理操作对监测结果进行优化; 在此基础上, 对比不同阈值条件、海冰密集度反演算法以及空间分辨率差异对冰间湖面积和范围的影响, 并进一步探究形态学操作对监测结果的影响。结果表明: NSIDC-NTBT-25km产品对阈值的敏感性最高, NASA Team 2(NT2)算法反演的海冰密集度产品对阈值的敏感性最低, 并且其监测的冰间湖面积和范围相较于Bootstrap(BT)和ARTIST Sea Ice(ASI)算法产品的监测结果整体偏小; 高空间分辨率产品监测到的冰间湖开放时间更早, 面积和范围更大, 持续时间也更长; 空间分辨率对NT2算法产品影响最小, 对ASI算法产品影响最大。形态学后处理操作虽对监测结果有一定影响, 但与反演算法和空间分辨率所带来的影响相比均要小。

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