极地研究

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移动式极地大气参数测量系统. I.研制与试观测

田启国柴博吴晓庆姜鹏纪拓金鑫淼周宏岩

2015, 27 (2): 125-131. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.2.125

摘要 ( 1321 )

PDF(2778KB) ( 1364 )

研制了移动式极地大气参数测量系统。采用温度脉动仪和三维超声风速计分别对大气湍流强度C_n²进行测量。在合肥和上海两地进行的约500 h的仪器性能测试，结果显示仪器运行稳定、两种方法测得的C_n²符合得很好。仪器将在2013/2014年度中国第30次南极科学考察泰山站建站期间首次对泰山站的C_n²进行测量、越冬期间首次对中山站的C_n²进行测量和监测，并计划在2014/2015年度第31次南极科学考察期间首次对昆仑站的近地面大气湍流强度进行测量。

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北极黄河站上空低热层中性风场对行星际激波的响应

陈瑶张燕革艾勇刘珏熊波张国华

2015, 27 (2): 132-139. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.2.132

摘要 ( 1050 )

PDF(3592KB) ( 1280 )

行星际激波作为日地空间环境中传输能量的重要载体，与热层的相互作用可以对热层的空间环境产生剧烈影响，借助FPI设备观测的低热层中性风场行为可以对这一问题进行更加深入的研究。在行星际激波和地球磁层相互作用时期，通过全天空法布里-珀罗干涉仪(all-sky FPI)的观测数据对北极黄河站（78.92°N, 11.93°E）上空低热层风场行为展开了研究，对2011年11月26、28日以及2011年12月1日OI 557.7 nm辐射高度(约为97 km的观测数据进行了处理，此外也将观测期间的中性大气水平风场与水平风模型2007（HWM07）进行了对比。行星际扰动数据和同时期水平风场数据的对比分析表明，ACE卫星监测到行星际激波半小时内水平风场在幅值和方向上均可以产生剧烈变化，产生变化的原因可能与焦耳加热有关。对2011年11月28日OI 557.7 nm辐射高度的视线风场（方向为FPI设备朝向热层大气被观测处）进行分析，结果表明在行星际扰动期间，OI 557.7 nm辐射高度上的风场行为变化可能也同时来自于离子拖曳的作用。

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南极罗斯海恩克斯堡岛短期气候特征分析

赵杰臣程净净孟上张林张体军孙启振惠凤鸣丁卓铭

2015, 27 (2): 140-149. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.2.140

摘要 ( 1624 )

PDF(6687KB) ( 1613 )

南极罗斯海恩克斯堡岛（Inexpressible Island）是中国南极新建考察站重点预选区域。本文利用1988—2012年曼努埃拉自动气象站（AWS Manuela）资料统计分析了该岛的气温、相对湿度、气压和风速风向等要素的特征和变化趋势。结果表明，该岛多年平均气温为-18.5 ℃，年平均气温有降低趋势；多年平均相对湿度较低，仅为45%，但春夏秋冬各季节的平均湿度均有增加趋势；多年平均气压为979.7 hPa, 无显著变化趋势；该站点多年平均风速为12.0 m·s^-1，风向以WNW为主。干冷的下降风为该岛风场的主要特征，强下降风事件多发生在冬季（49.8%），其风速在25—45 m·s^-1之间，冬季单次强下降风事件的平均持续时间达10 h以上。和中山站相比，该站点气温更低、空气更干燥、风速更大，这对该岛的越冬考察活动将带来巨大挑战。

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菲尔德斯半岛植物和表层土壤中部分金属元素的富集特征

李文君那广水贺广凯王立军马新东

2015, 27 (2): 150-158. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.2.150

摘要 ( 1029 )

PDF(1411KB) ( 1205 )

利用湿法消解-电感耦合等离子体质谱仪对南极菲尔德斯半岛地区植物和表层土壤中的化学元素进行了分析，讨论了其元素含量、相关性、富集系数及污染指数等化学特征。研究发现，南极菲尔德斯半岛土壤和植物中的Ni、Li、As、Cs变异系数波动较大，且土壤中元素的区域性变化小于植物。植物中的Al、Fe、Mn元素丰度主要依赖于土壤元素丰度的高背景值，而对Ca、K、Cr、Ba元素具有较强的选择吸收能力，对重金属元素Cr、Cu、Zn、Cd、Pb富集能力很强。进行重金属污染评价表明，南极菲尔德斯半岛地区受到不同程度的污染，Cu元素存在普遍污染，Cd和As均达到了轻度污染，Cd元素的潜在生态风险最大。

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北冰洋阿尔法脊晚第四纪沉积有机质的来源变化及其古环境意义

许冬叶黎明于晓果葛倩雷吉江

2015, 27 (2): 159-167. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.2.159

摘要 ( 1127 )

PDF(2766KB) ( 1081 )

为探讨晚第四纪有机碳埋藏情况变化与海冰覆盖和环流等变化之间的关系，分析了北冰洋阿尔法脊08B85-D孔沉积物的Mn和Ca含量、粒度组成、有机碳含量和有机碳δ¹³C组成。结果表明有机碳含量并不具备冰期-间冰期旋回性，有机碳来源具有4种不同模式，海冰覆盖程度和波弗特环流的强度共同决定了阿尔法脊处有机碳来源的构成，在MIS7内若干时段海冰覆盖极少，极盛的波弗特环流可将陆源有机质直接输送至阿尔法脊处，使沉积有机质中陆地来源占主导，形成了具有地层对比意义的独特信号。在MIS6-MIS1，08B85-D孔有机碳始终以海洋源贡献占主导，与海冰覆盖程度维持在较高水平，限制了陆源有机碳的输送有关，特别是在MIS6和MIS4-MIS3时，海冰很盛，波弗特环流有可能消亡。

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基于体长和复眼直径的南极大磷虾种群年龄结构分离研究

李灵智杨桥黄洪亮屈泰春陈帅刘健吴越

2015, 27 (2): 168-173. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.2.168

摘要 ( 1127 )

PDF(2187KB) ( 1122 )

基于2013年2—3月南极夏季普里兹湾南极大磷虾(Euphausia superba)样品的复眼直径和体长数据，使用Normsep方法对大磷虾种群年龄结构组成进行分离研究，结果表明：利用复眼直径和体长数据分离出的大磷虾年龄组均为1⁺－4⁺龄，群体年龄以2⁺龄为主；复眼直径的分离效果优于体长，其结果更为可靠；1⁺－3⁺龄磷虾复眼直径平均值分布范围为1.21－1.40 mm、1.59－1.76 mm和1.93－2.08 mm，4⁺龄复眼直径约为2.23 mm；从20世纪80年代至今，普里兹湾附近海域大磷虾各年龄组的平均体长分布变化不大，表明大磷虾种群体长特征稳定，其资源状况较好。

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1979—2012年北极海冰范围年际和年代际变化分析

隋翠娟张占海吴辉碇李熠

2015, 27 (2): 174-182. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.2.174

摘要 ( 1416 )

PDF(6363KB) ( 1458 )

利用美国冰雪中心发布的海冰密集度数据，对1979—2012年北极海冰范围进行年际和年代际变化分析。结果表明：（1）海冰在秋季融化速度最快，其次为夏季、冬季、春季。2000年后春季下降速率变缓，而其他季节融化速度加快；（2）由于多年冰的融化，太平洋扇区在夏秋季节融化速度要高于其他海区。而大西洋扇区在冬季和春季海冰的融化速度要快于夏秋季节，主要是因为大西洋海温升高；（3）东半球在夏秋季节海冰融化的范围要大于西半球，因此东北航道比西北航道提前开通应用。而整个北极区域近几年春季融化速度变缓，则主要是西半球的作用；（4）从空间分布年代际变化来看，1989—1998年最接近气候态，1979—1988年密集度偏大区域主要在巴伦支海和东西伯利亚海，2009—2012年海冰密集度较常年显著偏小，东半球密集度减小幅度比西半球更大，尤其是冬春季在巴伦支海，夏秋季在楚科奇海。春季时由于风的作用，白令海附近海冰密集度异常偏大；（5）北极区域海冰范围在冬春季比夏秋季突变明显，基本在2003年前后，海冰范围变化周期为6年。

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基于SIR-C数据的SAR极化特征参数区分海冰与海水的能力评价

张婷张杰刘眉洁张晰

2015, 27 (2): 183-193. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.2.183

摘要 ( 1259 )

PDF(9131KB) ( 965 )

利用1994年10月南极区域的6景SIR-C影像，评估了L波段和C波段下13种主要的SAR极化特征参数区分海冰、海水信息的能力。结果表明：L波段下有6种参数能较好地区分海冰和海水，它们是：散射熵、交叉极化比HV/VV、同极化比VV/HH、同极化相关系数ρ_HH-VV、HV极化后向散射系数、Alpha角；另外，HH极化后向散射系数、交叉极化比HV/HH具有一定的区分海冰和海水的能力；其余5种难以区分海冰和海水。C波段下有4种参数能较好地区分海冰和海水，他们是：散射熵、同极化相关系数ρ_HH-VV、HV极化后向散射系数、同极化比VV/HH；HH极化后向散射系数、交叉极化比HV/VV、Alpha角和VV极化后向散射系数这4种参数具有一定的区分海冰和海水的能力；其余5种难以区分海冰和海水。且总体来看，L波段区分海冰和海水的能力好于C波段。这为海冰探测的研究提供了有用的参考。

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基于多时序遥感数据的中山站附近地区海冰监测及雪龙船航迹特点分析

朱敬敬周春霞艾松涛刘帅斌王泽民

2015, 27 (2): 194-202. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.2.194

摘要 ( 1249 )

PDF(3252KB) ( 1403 )

极地海冰是全球气候系统的重要组成部分，具有一定的季节和年际变化，它对极地科学考察有着重要影响。本文利用MODIS L1B级数据，经监督分类提取冰雪二值图并计算海冰面积，分析2000—2014年中山站附近地区的海冰的季节性和年际变化；结合Landsat影像及雪龙船航迹数据，分析2007—2012年雪龙船到达中山站的航迹特点，为极地科学考察提供参考。研究结果表明，2000—2014年中山站附近地区海冰年际变化规律大体一致，且在每年8月至次年3月有明显的季节性变化规律——海冰面积在9月底10月初达到最大值，在2月中下旬达到最小值；雪龙船到达中山站时间为该地区海冰融化的初期，其航迹特点与海冰分布密切相关。

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北极东北航道通航策略及经济性研究

钱作勤徐立严新平程君林张凌杰姚志敏

2015, 27 (2): 203-211. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.2.203

摘要 ( 1446 )

PDF(2200KB) ( 1668 )

北极航道是沟通东亚、北美和欧洲的最便捷航道，相对于经苏伊士运河或巴拿马运河的传统商业航线具有缩短航程、节省运输时间、减少油耗和废气排放等优势。通过对东北航道地理环境的分析（特别是冰情的分析），从而确定一条合理的适航航线。在此基础上对通航船舶进行经济性分析，制定最优的通航策略。东北航道的通航将改善中国的对外贸易平衡，对于中欧经贸往来乃至世界经济发展具有重要战略意义。

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论风险预防原则在南极环境管理中的适用

刘惠荣姜茂增

2015, 27 (2): 212-218. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.2.212

摘要 ( 1206 )

PDF(467KB) ( 1168 )

风险预防原则是国际环境法中重要的一般原则，但是《关于环境保护的南极条约议定书》中却没有明确地规定该原则。在对比分析环境法领域中现有的关于风险预防原则的解释基础之上，避开了科学不确定性所产生的一些适用上的矛盾，从环境脆弱性的角度提出了一种全新的风险预防原则构成要素的结构分析。该结构分析有助于应对南极环境管理过程中所面临的困境，尤其是避免了与议定书中相关规定的冲突，可以更好地解决南极环境管理中的累积性影响、外来物种应对等；同时，完善全面环境影响评价报告中关于“知识差距和不确定性”的规定，也有助于南极环境的有效保护。

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北极海域渔业资源开发现状及对策

焦敏陈新军高郭平

2015, 27 (2): 219-227. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.2.219

摘要 ( 1659 )

PDF(5467KB) ( 2434 )

随着全球变暖，北极海冰覆盖面逐年减少。在全球海洋渔业资源衰退的大背景下，北极渔业资源的开发和合理利用备受世界各国关注，越来越多的国际组织和科学家开始对北极渔业进行探索研究。由于北极地区环境恶劣，海洋鱼类的种类和资源量相比其他地区较少，但随着北极海冰的融化，北极渔业资源开发和利用成为可能，北极潜在的未充分开发利用的渔业资源正吸引着有关国家的高度关注。为此，本文通过收集国内外相关文献，对北极渔业种类、资源状况及其开发现状进行了分析，同时提出了中国参与北极渔业资源开发和利用的对策与建议。

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