极地研究

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北极环极边界流研究及其主要科学问题

赵进平;史久新

2004, 16 (3): 159-170.

摘要 ( 1549 )

PDF(601KB) ( 1824 )

北极环极边界流是新近揭示的重要海洋现象 ,是对北冰洋海洋环流长期研究结果综合得到的概念。在本文中 ,详细介绍了北极环极边界流的主要结构和水团特征 ,论述了研究北极环极边界流的意义和前景 ,深入探讨了北极环极边界流面对的科学问题 ,指出了解决这些问题的关键科研工作。文章指出 ,从整体上研究北极环极边界流是非常重要的 ,需要全面考察北冰洋的质量和能量平衡、深层水通风过程以及水体的混合过程。在进一步的研究工作中需要更多的有针对性的现场观测、开展多学科协作研究。数值模拟仍然是北极环极边界流的重要研究手段 ,需要改善数值模式 ,提高数值模拟的质量。

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北极地区碳循环研究意义和展望

陈立奇;高众勇;杨绪林;詹力杨

2004, 16 (3): 171-180.

摘要 ( 1820 )

PDF(272KB) ( 2164 )

全球变暖引发了北极地区的快速变化。北极地区苔原冻土带退化、海冰面积退缩和厚度变薄将使北极生态系发生重要变化 ,因而引起碳的生物地球化学循环过程变异。为精确评估北极地区对人为大气CO2 的吸收通量 ,围绕北极苔原、边缘海和极区海域的碳循环研究引起了重视。调查表明 ,北冰洋和亚北冰洋海冰区是海洋吸收大气CO2 的重要汇区 ,北冰洋具有吸收大气CO2 约 1×GtC/a的能力 ,北冰洋夏季冰缘区的长光照和高生产力促进了对大气CO2 的吸收能力 ,北冰洋深水环流和通风作用也有利于表层碳向深水转移。最近有些调查表明 ,如温度继续升高 ,北极苔原有可能从碳汇转变成大气碳源。国际上正加强北极地区碳循环研究的规划和计划 ,企图通过改进现场调查观测手段以及研究方法 ,来定量研究和模式预测变化中北极地区的碳汇潜力及其对地球气候的影响。

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北极边界层物理过程的考察与研究

陆龙骅;卞林根;逯昌贵

2004, 16 (3): 181-192.

摘要 ( 1661 )

PDF(479KB) ( 2455 )

北极边界层物理过程的考察与研究是北极大气科学研究的重要组成部分。我国的北极边界层实地考察和研究始于上世纪 90年代 ,近 1 0余年来有较大的进展。本文从大气科学角度阐述了北极边界层物理过程考察与研究的意义 ,回顾了国内外北极边界层物理过程考察与研究的历史和现状 ,介绍了近年来我国北极边界层物理过程考察与研究的新进展 ,提出了北极边界层物理过程考察与研究的前沿问题和发展方向。

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北极陆架沉积碳埋藏及其在全球碳循环中的作用

陈建芳;张海生;金海燕;金明明;刘子琳

2004, 16 (3): 193-201.

摘要 ( 2270 )

PDF(407KB) ( 3432 )

陆架边缘海有机碳的堆积速率比大洋高一个数量级 ,全球大约有 80 %以上的沉积有机碳埋藏于陆架地区。北极陆架是世界上最大的陆架 ,占全球陆架面积的 1 / 4 ,然而由于相关的工作较少 ,目前对北极沉积有机碳埋藏情况及其对全球的贡献还知之甚少。北极地区沉积有机碳埋藏主要取决于生物泵 ,而生物泵过程一个主要的限制因子是海冰的覆盖。近几十年来随着全球变暖 ,北极海冰覆盖面积正在快速减小。本文从北极沉积有机碳的来源、河流携带的沉积物输入、海冰覆盖率、营养盐来源等方面初步讨论了陆源输入和生物泵过程对沉积碳来源和埋藏时空变化的影响。结合两次北极考察的初步结果指出 ,全球变暖很可能使北极陆架边缘海成为沉积有机碳的高效汇区。

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中国2003年北极海冰调查及未来北极海冰研究战略

李志军;张占海

2004, 16 (3): 202-210.

摘要 ( 1901 )

PDF(137KB) ( 2508 )

以建立气候模式中的海冰模式为主线 ,首先回顾了国际上海冰模式发展现状和趋势 ,从现有模式机理上存在的问题说明认识海冰各物理过程的现场和实验室调查研究的关键科学问题。之后介绍了中国第二次北极科学考察中的海冰调查内容。最后结合国内调查研究能力和国际上海冰科学发展走向 ,根据国内外资料和极地海冰的客观现象 ,提出 6项战略 ,希望作为以后中国北极海冰理论和模式为背景的现场和实验室研究的方向。

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冬季北极涛动和北极海冰变化对东亚气候变化的影响

武炳义;卞林根;张人禾

2004, 16 (3): 211-220.

摘要 ( 2146 )

PDF(465KB) ( 3793 )

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。

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北极大气中汞亏损与海冰演变

谢周清;孙立广;王新明;程邦波

2004, 16 (3): 221-228.

摘要 ( 1633 )

PDF(339KB) ( 1715 )

近年来的观测结果显示北极对流层臭氧发生亏损的同时 ,大气中的气态汞浓度也急剧下降。这种现象的发生被认为是大气中活性卤素物种的增多而引起的。活性的卤素物种例如Br/Cl与臭氧作用 ,一方面导致臭氧亏损 ,同时 ,生成BrO/ClO氧化大气中的Hg0 ,使Hg0 转化为活性汞 (RGM)而沉降。北极地区大气中活性卤素物种主要来自海洋大型藻类释放的卤代烃分解和海盐的贡献。在过去的几十年里 ,随气候变暖 ,北极海冰变薄 ,面积减少 ,海洋排放的活性卤素物种浓度增加 ,从而使北极地区大气中的汞沉降通量增加 ,加剧了北极生物圈中的汞污染。由于北极海冰减少变薄趋势还在持续 ,因此 ,北极大气中汞亏损引起的沉降通量增加对生态圈的影响应该引起广泛重视。本文在综述这方面研究的最新进展基础上 ,提出了今后的研究方向。

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白令海峡海域夏季温、盐分布及变化

高郭平;赵进平;董兆乾;侍茂崇

2004, 16 (3): 229-239.

摘要 ( 1615 )

PDF(492KB) ( 2689 )

根据 2 0 0 3年中国第二次北极科学考察资料 ,并结合历史现场调查资料和同期的海冰分布 ,分析了白令海峡及其周围海域的水体结构及变化情况 ,得到如下结论 :( 1 ) 2 0 0 3年夏季白令海峡区域层结构季节内变化显著 ,东西部呈两层结构 ,而中部上下水体均匀一致 ,( 2 )白令海峡邻近海域温盐结构是东部高温低盐 ,西部低温高盐 ,西部存在明显上升流特征 ;( 3)白令海峡的水交换以北太平洋水通过白令海峡进入北冰洋为主 ,而温度、盐度的分布也与北向的输运是匹配的。

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加拿大海盆的营养盐极大

金明明;Wu Jingfeng;陈建芳;赵进平;高郭平;张海生

2004, 16 (3): 240-252.

摘要 ( 1527 )

PDF(616KB) ( 1704 )

根据 1 999年和 2 0 0 3年中国北极科学考察航次 ,从Canada海盆收集温、盐、深和营养盐浓度数据 ,用文献报道的低浓度1 2 9I和高浓度金属钡 (Ba)来指示太平洋源水、用相应的高浓度1 2 9I和低浓度Ba来指示大西洋源水 ,划分了该海盆物理化学特征的 4个水团。表层水 ( <40m)的盐度从 2 5至 31 .6;硝酸盐处于耗尽水平 ,而磷酸盐和硅酸盐处于最低水平。营养盐再生水大致位于 40— 2 0 0m ;盐度特征为 31 .6— 33.1 ;营养盐浓度一致增至最高 ;极大峰的盐度在 33.1附近 ,其位温则处于最低水平 (约 - 1 .5°C)。混合水 (深约 2 0 0— 385m)盐度从 33.1至 34.8;位温从局域最低升至整个水柱最高的 0 .5 0— 0 .65 7°C ;营养盐则逐渐降低。深层水深度变化较大 ( 385m至 1 90 0m以下海底 ) ;但其盐度变化较小 ( 34.8— 34.9) ;位温则从最高降低到 - 0 .4至 - 0 5 4°C ;营养盐均轻微增加。结合文献中对于营养盐极大的年际观测 ,1 2 9I、Ba与氯氟烃CFC 1 1的浓度及3H 3He示踪年龄的结果分析表明 ,营养盐再生水是无季节性变化的、高年龄 (约 8— 1 5年 )的太平洋源水 ;深层为大西洋源水 ;而混合水团即为上述 2大源水的混合层。硅酸盐和磷酸盐的强极大指示优势种硅藻及其再生主导太平洋源水。

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太平洋入流及其与北冰洋异常变化的联系

史久新;赵进平;矫玉田;曲平

2004, 16 (3): 253-260.

摘要 ( 1659 )

PDF(374KB) ( 2053 )

太平洋水通过白令海峡进入北冰洋 ,对北冰洋的海冰、水团和环流产生重要影响。在过去的十几年中 ,北冰洋的海冰和海洋系统发生了前所未有的异常变化 ;与此同时 ,白令海峡太平洋入流水的流量和性质发生了改变 ,太平洋水在北冰洋中的运移路径和影响范围也有所不同 ,这些变化之间的关系有待于进一步的研究。本文综述了有关的研究进展 ,探讨了北冰洋异常变化与太平洋入流变化之间的可能联系。

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白令海北部陆坡晚第四纪的古海洋与古气候学记录

李霞;王汝建;陈荣华;翦知湣;赵泉鸿

2004, 16 (3): 261-269.

摘要 ( 2087 )

PDF(501KB) ( 2184 )

白令海北部陆坡B2 9柱状样中放射虫Cycladophoradavisiana含量曲线和深海SPECMAP氧同位素记录的对比 ,为该柱状样建立了晚第四纪约 1 0万年以来的地层年代框架。该柱状样中微体化石、碳屑颗粒、筏冰碎屑 (石英和岩屑颗粒 )的定量分析结果表明 ,作为表层生产力指标的粗组份自氧同位素 5 .3期以来呈阶梯状增加 ,反映表层生产力阶段式的增长 ;碳屑颗粒丰度自氧同位素 5 .3期至末次冰消期的增加说明白令海末次冰消期以前气候较全新世干冷 ,天然火灾发生的概率较全新世大大增加 ;冰期和早、中全新世较高的筏冰碎屑反映了冰期和早、中全新世白令海陆架海冰的扩大以及气候转暖所导致的海冰消融的过程 ,揭示了白令海对过去全球气候变化的响应。

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