极地研究

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北极大气边界层初步模拟试验

李响;张占海;王辉;孙兰涛;吴辉碇;

2006, 18 (2): 75-86.

摘要 ( 1424 )

PDF(869KB) ( 1464 )

应用一维K闭合OSUPBL模式和ARCSCM极地柱模式,采用SHEBA观测资料和ECM- WF的输出结果作为模式的初始场和外强迫场,对SHEBA试验所在地(75°N,150°W)单点的北极大气边界层特征,进行了初步的模拟并与SHEBA资料进行对比分析。研究表明,这两个模式都具有较好地模拟单点北极大气边界层特征的能力。OSUPBL模式在垂直高度上的高分辨率,使其能够更好地反映大气边界层内部的细微变化特征。ARCSCM模式中考虑了比较多的物理过程,且需要提供比较完整的初始场、边界条件和侧向强迫,并每小时更新,模拟结果更符合实际情况。对模式的不足和下一步的研究也进行了讨论。

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北冰洋浮冰站大气边界层结构的观测研究

卞林根;陆龙骅;张占海;程斌;逯昌贵;

2006, 18 (2): 87-97.

摘要 ( 1704 )

PDF(775KB) ( 1596 )

利用2003年8月23日—9月3日我国第二次北极科学考察队在北冰洋浮冰站探测的50次大气廓线及相关资料,对北冰洋的大气边界层垂直结构进行了研究。结果显示,观测期间北冰洋(78°N附近,143°—148°W)浮冰区白天的对流边界层高度大于夜间的稳定边界层高度。大气边界层可分为稳定型、不稳定型和多层结构等几种类型。个例分析表明来自高空较强的暖湿气流与冰面近地层冷空气强烈相互作用,会形成强风切变和逆温、逆湿过程,有时100m高度内的风切变达10m/s,逆温达8℃。此种过程会导致北冰洋高纬度地区的大块海冰破裂,形成新的无冰海域,加强了海/冰/气的相互作用。该观测事实将有助于进一步提高对北冰洋高纬度边界层特征及其影响的认识。

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极区顶部电离层离子上行—DMSP卫星观测

霍亮;马淑英;周云良;党戈;

2006, 18 (2): 98-107.

摘要 ( 1777 )

PDF(1060KB) ( 1551 )

本文利用DMSP卫星离子漂移速度测量数据,对高纬顶部电离层离子整体上行进行研究,主要考察平静时和磁暴期间离子上行强度与发生率随MLT(晨昏两侧)分布规律的变化；以及磁暴期间强的离子上行与等离子体对流及其剪切之间的关系。研究发现,磁暴期间强上行事件的发生率比平静期高近2倍,发生率的晨昏不对称性出现逆转,由平静时昏侧发生率较大变为磁暴期间晨侧发生率较大；磁暴期间晨侧离子上行速度的分布向速度高端加权,平均速度大于昏侧,最大上行速度远大于昏侧；强的离子上行往往与强对流剪切或强对流本身相伴随。

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孤立冰块流拖曳系数的优化辨识

白乙拉;李志军;卢鹏;张丽敏;

2006, 18 (2): 108-115.

摘要 ( 1260 )

PDF(703KB) ( 1353 )

流拖曳系数是海冰动力学模型中的重要参数,实际海冰运动时受到水流的底面剪切作用和侧面正压力作用,相应的拖曳系数分别为摩拖曳系数和形拖曳系数。利用实验室波流水槽设备,对长方平底、长方粗糙底和圆饼型淡水冰试样进行拖曳运动试验,获得26组冰样运动数据。根据这些试验数据,利用动量法原理和数学优化方法构造了摩拖曳系数和形拖曳系数的辨识模型,将摩拖曳系数和形拖曳系数两项分开。在此基础上,分析了冰样粗糙度指标(支承长度率和冰厚均方根偏差)对这两个系数的影响；发现了摩拖曳系数同冰样水平尺寸和垂直尺寸之比的关系,该关系能将冰山和浮冰的摩拖曳系数归结到同一条曲线上。

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北极黄河站站区虚拟现实建设的方法与实践

鄂栋臣;曹健;艾松涛;

2006, 18 (2): 116-122.

摘要 ( 1423 )

PDF(1693KB) ( 1481 )

中国在北极第一个科学考察站——黄河站的建成,将极大地提高中国极地科考能力。鉴于人们对北极了解得还不多,建立一个虚拟的北极黄河站,使我们足不出户就可以进入虚拟的黄河站进行漫游。本文介绍了虚拟现实建设的几种方法,选择其中一条技术路线并完成北极黄河站站区虚拟现实建设。

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东南极格罗夫山GPS控制网的布设与数据处理

张胜凯;鄂栋臣;闫利;姜卫平;

2006, 18 (2): 123-129.

摘要 ( 1501 )

PDF(1288KB) ( 1444 )

为了给中国南极野外考察队提供DEM卫星影像图,在2002/2003年南极度夏期间,中国第19次南极考察队的大地测量工作者,在东南极Grove山地区,进行了地面控制测量。在覆盖面积达8000km~2的2000多米高的内陆冰盖高原区,在直升机和雪地车的支持下,利用Trim- ble4000ssi GPS接收机,与中山站GPS跟踪站联测,测量了7个GPS控制点,并埋设了永久性测量标志。数据处理采用GAMIT/GLOBK软件解算,获得了较好的定位精度,能够满足该地区制图所需。

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南极菌Pseudoalteromonas sp．S-15-13产胞外多糖的研究及其分子鉴定

李江;陈靠山;林学政;李光友;

2006, 18 (2): 130-135.

摘要 ( 1423 )

PDF(454KB) ( 1311 )

本文对影响南极细菌S-15-13生长和胞外多糖产量的主要环境因子进行了研究,同时采用16S rDNA序列分析及系统发育分析方法对其进行了分子鉴定。结果表明：菌株S-15-13最佳产糖条件为：培养时间,56h；培养温度,8℃；碳源,1．0%葡萄糖；NaCl浓度,3．0%；pH,6．0—7．0。16S rDNA序列分析和系统发育分析表明,菌株S-15-13属于假交替单胞菌属(Pseudoaltero- monas)。

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斯瓦尔巴群岛冰川学研究进展与我国北极冰川监测系统建设

闫明;任贾文;张占海;鄂栋臣;艾松涛;李院生;

2006, 18 (2): 137-147.

摘要 ( 1752 )

PDF(1176KB) ( 1566 )

北极斯瓦尔巴群岛冰川大多数属于亚极地型(sub-polar)或多热型(polythermal)。Austre Br(?)ggerbreen和Midre Lovénbreen冰川(＜10km~2)长时间系列物质平衡研究显示,自小冰期结束以来几乎所有的观测年中夏季消融比冬季积累更大,导致冰体稳定地减小；而面积更大、海拔高度更高的冰川如Kongsvegen冰川(105km~2)则更加接近稳定态的平衡。斯瓦尔巴群岛冰川流动速率一般较低,但跃动相当频繁,控制跃动型冰川空间分布的因素包括冰川长度、基底岩性和多热场。可通过冰川水文特征、钻孔温度测量和无线电回波探测获取斯瓦尔巴群岛冰川热场的信息。斯瓦尔巴群岛冰川的低流速和多热性结构对冰川上的排水系统相当重要,整个群岛淡水径流的四个主要来源分别是冰川消融、雪融化、夏季降雨和冰崩解,经验回归方法和模式方法用于计算淡水径流量。因夏季融水渗浸作用、采样分辨率低和化学成分分析有限,早期斯瓦尔巴群岛冰芯的准确定年受到严重影响,但最近的研究显示,来自斯瓦尔巴群岛冰帽的冰芯数据仍然能够提供重要的气候和环境信息。通过我国北极黄河站2005年度科学考察,我们已初步建立了Austre Lovénbreen冰川和Pedersenbreen冰川监测系统,并计划在Austre Lovénbreen冰川进行钻孔温度测量、冰川气象要素观测、冰川前缘水文观测以及冰川厚度和内部结构测量,重点开展斯瓦尔巴群岛冰川基本特征和发育条件、冰川表面能量和物质平衡、冰川波动与气候变化关系、淡水径流年际和季节性变化和气/雪/冰界面过程等方面的研究。

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星载激光测高及其在极地的应用研究分析

鄂栋臣;徐莹;张小红;

2006, 18 (2): 148-155.

摘要 ( 1488 )

PDF(1118KB) ( 1985 )

提要采用卫星测高技术研究两极冰面高程变化和物质平衡状态是目前国际研究的一个热点。本文首先叙述了IcEsat卫星任务,包括系统构成、基本原理和数据产品等,然后结合极地研究的主题和具体任务,分析了星载激光测高技术用于监测两极冰雪变化的优越性和应用前景,为今后利用多种卫星遥感遥测技术研究极地冰雪变化打下基础。

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