极地研究

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2011年1月普里兹湾埃默里冰架附近水文特征

严金辉李锐祥侍茂崇葛人峰孙永明

2012, 24 (2): 101-109. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00101

摘要 ( 2990 )

PDF(4530KB) ( 1508 )

分析“雪龙”号2011年在普里兹湾埃默里冰架外缘24个站位的CTD观测结果，发现有以下一些水文特征：普里兹湾西部，在71°E-72°E范围内，存在一个顺时针运动的中尺度涡。由于这个涡旋存在，冰架水主要扩散方向偏东，在73°30′E附近，流向东北；夏季表层水厚度，东部基本在20m，西部受中尺度涡和其他因素的影响，夏季表层水厚度深达50m左右；在50m以浅的水层内，表面以下温度会出现稍微增大现象，我们称之为逆温层，它是结冰、融冰和海冰覆盖变化造成的；在观测断面西部，在160m～200m水层内，多站出现“静力不稳定”：即上层密度大于下层，厚度有几米，平流混合扩散可能是这一不稳定现象主要原因。

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热带与南极海域表层海水N₂O饱和度异常差异性比较

陈立奇詹力扬许苏清张介霞徐国杰

2012, 24 (2): 110-119. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00110

摘要 ( 2757 )

PDF(2560KB) ( 1426 )

本文比较了从北纬30?西太平洋至南纬30?东印度洋等热带海域与南大洋至东南极普里兹湾等南极海域的大气和表层海水N2O分压分布特征，表层海水pNO2饱和异常，分析引起异常差异性的主要影响因子。南极海域普里兹湾表层水中N2O分压（pN2O）平均为311.9 ± 7.6 nL/L (14.1 ± 0.4 nM),与大气中N2O混合比（318.5 nL/L）相比显略不饱和，融冰水的输入是导致不饱和的主要原因。海气N2O通量为-0.3 ± 0.8μmol m-2 d-1。而热带海域多数表层海水中N2O饱和度异常值都高于10%，在赤道海域发现最高值达54.7%，次高值为10°N的苏禄海为31%，计算出在赤道和苏禄海的海气通量分别为~12.4 μmol m-2 d-1和~4μmol m-2 d-1。表明高纬度的普里兹湾既不是大气中N2O源也不是汇，而低纬度热带海域表现为大气中N2O的源。造成热带与南极海域海洋N2O饱和度异常的影响因素，可能低纬度的热带海域由于海气间的气体交换较弱、上升流影响强，而高纬度的南极海域由于融冰分层和强偏西风影响；而海表面风速是影响N2O的海气交换N2O通量的重要因素。

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夏季西北冰洋表层淡水分布的总碱度示踪研究

高众勇孙恒陈立奇张凡

2012, 24 (2): 120-128. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00120

摘要 ( 2894 )

PDF(5278KB) ( 1542 )

利用中国第三次北极科学考察在西北冰洋所进行的海水总碱度的测量，通过海水、海冰融化水以及河源淡水三个端元总碱度特征的显著差异计算西北冰洋夏季表层海水中淡水所占的比例。研究表明，西北冰洋海冰融化水所占比例最大区域在加拿大海盆区75°N附近，这是冰缘带位置，往北向高纬度的冰密集中逐渐增加。而河源淡水的组份则与北冰洋的环流密切相关，并且在西北冰洋水体中逐渐累积。

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南极地区Es特性研究

赵海生许正文吴健

2012, 24 (2): 129-135. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00129

摘要 ( 3057 )

PDF(3242KB) ( 1431 )

Es是发生在电离层E层高度上的偶发电离增强结构，其电子密度最高可达E层背景电子密度的100倍以上。Es出现概率和强度全球分布不均，主要分布在中低纬度地区，极区也有较强Es出现并具有显著特点，极区Es的研究，对研究Es成因和物理机理具有重要科学意义。本文利用Syowa站（69.0°S，39.6°E）40余年的观测数据，选取临界频率和虚高两个参数，研究了南极地区Es强度特性、日变化、季节变化及长期变化特性。

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东南印度洋海洋锋面处低空大气的垂向分布结构

刘琳高立宝

2012, 24 (2): 136-142. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00136

摘要 ( 2469 )

PDF(5342KB) ( 1260 )

本文利用中国第25次南极科学考察期间获取的现场观测数据研究了东南印度洋（弗里曼特尔至中山站间）海洋锋面附近的低空大气风场以及温度场垂向分布特征。结果表明：弗里曼特尔港至中山站之间的亚南极锋锋面暖水侧与冷水侧风速垂向分布结构不同，锋面暖水侧风速垂向梯度小，风速梯度最大值出现在500m高度附近，而锋面冷水侧低空风速梯度最大值出现在150m高度附近，揭示了中纬度海气相互作用机制在东南印度洋海洋锋面附近起重要作用。同时，本文还发现了亚南极锋锋面上空存在支一强的低空纬向急流，急流中心位于300m高度处；极锋上空低空风速强而高空风速弱。

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南极普里兹湾沉积生物标志物记录及浮游植物群落结构变化

于培松张海生扈传昱卢冰

2012, 24 (2): 143-150. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00143

摘要 ( 2726 )

PDF(1818KB) ( 1673 )

本文利用浮游植物标志物（菜子甾醇、甲藻甾醇和长链烯酮）作为重建单种浮游植物（硅藻、甲藻和颗石藻）的指标，对普里兹湾浮游植物群落结构的变化进行研究。结果表明研究海域表层沉积物和III-12柱样沉积物中的生物标志物记录具有明显的空间和时间变化特征。用生物标志物重建的浮游植物总量（菜子甾醇+甲藻甾醇+长链烯酮）变化范围在391.0~1470.6ng/g之间，在过去的大约100年时间里海洋初级生产力呈上升趋势，但近10年略有下降，这种分布趋势与区域气候变化密切相关。普里兹湾及其邻近海域表层沉积物中浮游植物标志物的总含量变化范围为215.2~1249.3 ng/g，重建的浮游植物生产量呈现湾内高、湾外低（陆坡、深海区最低）的特征，并与2005年现场调查资料表层海水叶绿素a、有机碳和生物硅含量分布趋势相符，最大值均出现在普里兹湾中心区域，这意味着底部被埋藏的浮游植物标志物总含量和硅藻植物群落有很高的一致性，反映出海洋底部对上层海洋过程的一致响应。

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北冰洋中心区表层海水营养盐水平及浮游植物群落对快速融冰的响应

庄燕培金海燕陈建芳王斌李宏亮陈法锦卢勇徐杰

2012, 24 (2): 151-158. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00151

摘要 ( 2343 )

PDF(2799KB) ( 1655 )

本文依托2010夏季中国第四次北极科学考察，通过对高纬度极地冰下水和冰芯的营养盐的连续观测及表层水颗粒物的藻类色素分析，获取了夏季快速融冰下冰水界面营养盐和光合色素的分布信息。结果表明调查期间表层水磷酸盐和硅酸盐相对于无机氮更丰富（依据Redfield比值），表现为显著的氮限制。而冰芯无机氮浓度相对更高，融冰释放对水体无机氮有一定的补充。色素分析显示岩藻黄素（Fuco）和叶绿素a（Chl a）是水体颗粒物的主要光合色素。在8/15至8/18期间，叶绿素c（Chl c）、硅藻黄素（Diato）、硅甲藻黄素（Diadino）和岩藻黄素（Fuco）分别达到6，22，73和922μg/m3，体现了硅藻在群落中的优势地位。岩藻黄素（Fuco）的浓度在融冰快速期间有巨大的提升，主要来源于冰芯底部释放的衰老的冰生硅藻和浮游硅藻的生长。此外，青绿黄素（Prasino）和叶黄素（Lut）与岩藻黄素（Fuco）分布模式有明显的差异，暗示青绿藻和绿藻与硅藻对海冰融化的不同响应。

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东南极拉斯曼丘陵中晚全新世湖泊生物量的变化记录

罗宇涵刘毅孙立广

2012, 24 (2): 159-167. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00159

摘要 ( 3129 )

PDF(3134KB) ( 1637 )

对东南极拉斯曼丘陵莫愁湖ZH沉积柱进行了生态地质学的研究，通过AMS-14C定年构建年龄框架，采用550℃烧失量、粒度和元素地球化学指标等，恢复了中晚全新世该地区较高分辨率的湖泊生物量记录。结果显示，距今6600-6100年、5400-4800年、4650-3750年和3500年-2850年为莫愁湖生物量高值期，气候相对温暖适宜，湖泊生产力旺盛；距今6100-5400年、4800-4650年和3750-3500年为湖泊生物量低值期，气候相对寒冷，湖泊生产力相对较弱。而且在整体较暖的气候环境下，出现了其它无冰区沉积物中鲜有记录的距今4800-4650年、4400年前后和3750-3500年的气候快速变冷事件。根据莫愁湖湖泊生物量恢复的东南极拉斯曼地区高分辨的气候变化特征，与太阳活动强度和东南极大陆冰芯记录相吻合，为东南极中晚全新世多样的气候格局研究提供了新的依据。

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一株分离自北极海水红球菌(Rhodococcus sp.)B7740的生长条件及其粗类胡萝卜素提取方法的优化

张加蓉杨季芳陈福生

2012, 24 (2): 168-177. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00168

摘要 ( 2660 )

PDF(1586KB) ( 1602 )

红球菌(Rhodococcus sp.)B7740分离自北冰洋海水样品，前期实验表明其能产生大量黄色素，但是该菌生物量很低。本实验通过碳源、氮源、培养温度、发酵液起始pH值、菌种接种量等单因素和正交实验优化了该菌株的培养条件，在此基础上，通过对提取剂种类及pH、提取时间、料液比等的研究，优化了色素的提取条件。实验结果表明，1L陈海水中，添加5g酵母粉，5g葡萄糖，3g乳糖，7g牛肉膏；起始pH7，培养温度25℃，菌种接种量1.0%，160r/min摇床培养7d时，生物量从6.1mg/mL上升到23.08mg/mL，提高了278.4%。以上述培养条件下得到的干菌体为材料，采用pH7的无水乙醇，当料液比1:30，浸提温度75℃，浸提1h重复提取2次时，色素含量为1160.625μg/g干菌体。对色素的分析表明，该色素为类胡萝卜素，实验结果为进一步研究极地微生物红球菌(Rhodococcus sp.)B7740产类胡萝卜素的提取工艺提供了基础。

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2011夏季南极普里兹湾营养盐与浮游植物生物量的分布

孙维萍扈传昱韩正兵潘建明翁焕新

2012, 24 (2): 178-186. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00178

摘要 ( 3161 )

PDF(4632KB) ( 1565 )

利用2011南极夏季在普里兹湾获取的海水样，检测了Chla、磷酸盐、硅酸盐、硝酸盐和铵盐的含量。结果表明，普里兹湾表层海水中Chla的含量普遍具有冰架边缘>陆架区>陆坡及深海区的分布特征，海冰的消融及水体的稳定性是影响表层海水Chla分布的主要原因。Chla含量的垂直分布与光照条件相关，具有上层水体含量高，随着深度逐渐降低的分布特征。磷酸盐、硅酸盐和硝酸盐的水平及垂直分布特征都与Chla的分布格局相反。表层海水中铵盐的分布特征与磷酸盐等主要营养盐的分布格局相反，冰架边缘、陆架区铵盐的垂直分布特征与陆坡及深海区不同，在冰架边缘和陆架区有机质降解过程主导着水柱中铵盐的浓度，而浮游植物吸收作用与有机质降解过程之间的平衡控制着陆坡及深海区铵盐的垂直分布。根据Chla与营养盐的浓度及分布特征，结合温度、盐度、溶解氧等水文要素，分析探讨了Chla深层最大值现象（DCM）的成因及67.5°S以南表层海水中铵盐对硝酸盐吸收的抑制作用。

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北极航道相关海域科学考察研究进展

何剑锋吴荣荣张芳王勇俞勇

2012, 24 (2): 187-196. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00187

摘要 ( 2665 )

PDF(8867KB) ( 1217 )

我国从1999年开始已实施了四次北极科学考察，对白令海、楚科奇海、波弗特海、加拿大海盆和马卡若夫海盆进行了广泛的考察。全球变化导致的北冰洋夏季海冰覆盖面积不断减少，导致冰期以来北极东北航道和西北航道的首次同时开通。北极航道集中在陆架海域，不仅是海冰变化最为显著的海域，同时也是陆地－北冰洋相互作用最为显著的区域，对北冰洋区域气候、生态系统和生物多样性、以及经济和当地土著居民生活等具有重大影响。本文对北极航道关键海域近年来国际相关科学考察进行了总结，对科学考察背后的各国北极策略进行分析，并从科学需求的角度对我国在今后北极科学考察中针对北极航道相关海域应开展的科学考察与研究提出了相关建议。

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南极两站X/L双频段遥感接收系统及研究应用

张林孙启振许淙杨清华

2012, 24 (2): 197-203. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00197

摘要 ( 3141 )

PDF(4641KB) ( 1632 )

卫星遥感是南极研究的重要工具。2009年底和2010年初，我国南极长城、中山站的X/L双频段卫星遥感接收系统分别建成并投入使用，此系统可接收美国NASA的Terra和Aqua卫星的MODIS数据、NOAA系列卫星以及我国风云一号卫星的数据，实现了对南极地区天气、积雪、海冰以及南大洋海洋生态等的实时监测，并将在我国多个学科领域的南极研究中发挥重要作用。本文在说明了此卫星遥感接收系统的组成结构、运行方式和数据产品种类后，对此系统的使用情况做了一些介绍，对将使用此系统数据开展南极下降风、南极冰雪覆盖及反照率、南极大气和海洋数值模式等各领域的研究工作进行了初步探讨。

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