极地研究

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PISM冰盖模式对Amery冰架流速场模拟的适用性

季青原王帮兵孙波

2015, 27 (3): 229-236. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.3.229

摘要 ( 1077 )

PDF(2263KB) ( 1021 )

在全球气候变暖的背景下，冰架系统是监视和预测冰盖稳定性的理想研究区域。然而传统的冰架观测与调查方法只能从某一侧面揭示冰架的运动状态和演化信息，也无法预测其未来变化；冰盖模式作为非常有潜力的数值计算方法，成为研究和预测冰盖/冰架演化的热点领域。Lambert冰川—Amery冰架系统是东南极冰盖最大的冰川系统，对于研究东南极冰盖的物质平衡和冰盖稳定性具有重要意义。使用PISM冰盖模式，对该冰川系统的流动过程进行模拟，得到冰表面流速场数据。并将模拟流速场与实测数据进行对比，发现两者在大部分区域吻合较好，但在冰架前缘处呈现出一些差异。进一步讨论了差异可能的来源以及模拟可以改进的地方。

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北极新奥尔松地区土壤中生物硅含量及形态特征

刘森冉祥滨臧家业王能飞

2015, 27 (3): 237-245. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.3.237

摘要 ( 907 )

PDF(2571KB) ( 904 )

硅循环与碳循环密切相关，生物硅作为硅的重要载体，在全球硅循环中占有十分重要的地位。目前，人们对陆地生态系统的硅循环做了大量研究，但对极地地区硅的研究却极为少见。利用中国第五次北极考察获得的土壤与植物样品，对北极新奥尔松地区中国黄河站站基表层土壤中生物硅的含量及土壤和植被中生物硅（主要为植硅体）的形态进行了初步研究。主要结论为：北极新奥尔松地区中国黄河站站基附近表层土壤中颗粒有机碳的含量为1.00—69.3 mg?g-1，平均值为13.7 mg?g-1；颗粒有机氮含量为0.11—9.84 mg?g-1，平均值为1.43 mg?g-1；可溶态硅含量为3.90—26.3 μg?g-1，平均值为10.7 μg?g-1；生物硅含量为5.60—9.97 mg?g-1，平均值为7.56 mg?g-1，且其含量与土壤颗粒态有机碳和颗粒有机氮呈正相关关系，表明三者具有相似来源。北极表层土壤生物硅比温带、热带地区生物硅含量要高。植物样品中植硅体形态以帽形、圆形、平滑棒形、齿形、刺棒形和哑铃形等形态为主，大小在10—100 μm之间。土壤样品中的植硅体主要来源于植物，形态分别为平滑棒形、刺棒形、圆形、哑铃形、鞍形、尖形和帽形，另外硅藻也是北极土壤中生物硅的组成部分，其中裸露土壤中藻类（羽纹纲硅藻）占生物硅的多数（93.3%）。对比发现，有植被覆盖的土壤中，土壤有机碳、可溶出态硅、生物硅含量和植硅体形态丰富度往往比无植被覆盖或寡植被区土壤高，这表明尽管该地区植被稀少，但植物生长对该地区土壤硅循环存在显著影响，值得进一步关注。

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2011年夏季北极王湾细菌群落结构分析及浮游细菌丰度检测

乔宗赟曾胤新董培艳郑天凌

2015, 27 (3): 246-254.

摘要 ( 876 )

PDF(2590KB) ( 1143 )

本研究采用PCR-DGGE方法，对2011年夏季北极王湾表层海水及沉积物细菌的群落分析结果表明，沉积物中的细菌多样性指数高于海水。深水站位(S1和S3)的沉积物细菌群落不但与浮游细菌群落存在差异，并且与浅水站位(S5)也存在差异。位于湾口、湾内的浮游细菌群落组成也存在一定差异。测序结果显示，王湾海洋细菌的多样性组成包括α-变形细菌、γ-变形细菌、δ-变形细菌、放线菌、拟杆菌及厚壁菌等类群。基于定量PCR方法的检测结果表明，位于湾口、湾内的浮游细菌丰度相似，但湾内玫瑰杆菌支系的丰度明显低于湾口。研究结果表明，与湾口相比，王湾湾内的细菌群落受陆源性淡水输入的影响明显，不但表现在细菌群落的多样性组成上，也表现在某些特定细菌类群的数量分布上。

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基于全天空极光图像方向能量表征方法的极光事件分类

张军胡泽骏王倩梁继民

2015, 27 (3): 255-263. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.3.255

摘要 ( 1152 )

PDF(3216KB) ( 949 )

针对基于全天空极光图像的极光事件自动分类问题，提出一种基于方向能量二元编码重组表征的自动分类方法。首先，通过对多个方向上能量分解来描述极光事件中的局部纹理和各个方向上的运动信息，并且结合分块策略获得极光事件的全局形态信息；然后，借鉴一种二元编码重组的方式对多个方向能量进行融合，从而使得极光事件的表征具有同时表征局部纹理、全局形态和运动信息的能力。该表征方法完全不依赖于极光事件的长度，可用于表征不同持续时间的极光事件，并且不需要复杂的训练过程。利用最近邻和支撑向量机分类器分别对从中国北极黄河站拍摄到的极光图像中挑选的特定极光事件进行自动分类，结果表明，与其他两种典型的动态纹理描述方法相比，本文所提出的表征方法结合最近邻分类器得到了最好的分类效果，能有效用于极光事件的分析，为海量数据中的极光事件自动分类提供了一种新方法。

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利用GPS技术遥感北极黄河站可降水量的研究

张胜凯赵云鄂栋臣宁新国徐优伟雷锦韬

2015, 27 (3): 264-270. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.3.264

摘要 ( 913 )

PDF(1765KB) ( 993 )

利用地基GPS的手段对北极黄河站的可降水量进行了研究。对影响可降水量计算的三个因素天顶总延迟、天顶干延迟和大气加权平均温度进行分析，验证了天顶总延迟和天顶干延迟的可靠性，得到了适合北极黄河站区的大气加权平均温度模型，并且将GPS可降水量与无线电探空的结果进行比较，得到两者差值的均方根误差优于2个mm。

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利用卫星遥感技术估算区域性海-气CO₂通量研究综述

许苏清陈立奇

2015, 27 (3): 271-281. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.3.271

摘要 ( 1027 )

PDF(996KB) ( 1252 )

海气碳通量的估算是碳循环研究的重要内容。在估算区域性海气碳通量的研究上，随着卫星遥感技术的发展和外推算法的不断改进，在不同的海域基于海表层水CO2分压的调控影响因子，发展了不同参数的海表pCO2遥感外推算法，获得了区域性多时空尺度长时间序列的海域碳“源-汇”时空变化规律。本文通过对单参数算法、双参数算法和多参数算法的发展过程和存在问题，综述了全球海洋区域性海气碳通量遥感外推算法的研究现状，并评述了在南大洋和北冰洋利用遥感算法进行海气CO2通量研究以及应用前景。

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北极东北航道维利基茨基海峡海冰时空变化及适航性分析

李新情慈天宇罗斯瀚惠凤鸣程晓

2015, 27 (3): 282-288. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.3.282

摘要 ( 1474 )

PDF(3810KB) ( 1153 )

摘要利用 2002-2013 年的海冰密集度数据对北极东北航道通航关键区域——维利基茨基海峡的海冰分布特征和通航性进行了研究分析。结果表明近 10 年来从 8 月中下旬到 10 月中旬海峡海面状况适合船舶的航行；海冰冰情年际变化很大，对维利基茨基海峡通航天数有明显的影响；海峡每年可通航时间基本在 40 天以上，其开通时间年际变化较大，从 7 月到 9 月不等，而结束时间相对集中在 10 月份。

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东北航线驱动下环渤海港口规模雁阵演化研究

李贺李振福

2015, 27 (3): 289-297. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.3.289

摘要 ( 958 )

PDF(1296KB) ( 1002 )

东北航线作为北极航线的重要组成部分，相比于西北航线，对于我国而言拥有更大的利用价值，尤其对中国经济发展、海运贸易、港口规模等有着巨大影响。因此，以东北航线为研究切入点，以环渤海港口为研究对象，在总结海运航线与港口规模存在密切联系基础上，从微观层面重点分析了东北航线对环渤海港口的货物吞吐量、集装箱吞吐量及经济效益三大主要指标的影响，进而采用主成分分析法对东北航线开通前后的环渤海港口进行了综合评分比较，指出东北航线开通不会打破现阶段环渤海港口的整体雁阵模式，但同一层次不同港口的发展位序将会发生改变，并针对不同层次的港口提出了不同的发展建议。

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近几年来俄罗斯北极战略举措分析

陆俊元

2015, 27 (3): 298-306. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.3.298

摘要 ( 1367 )

PDF(1400KB) ( 1333 )

出于对在北极地区的地缘政治利益等因素考虑，俄罗斯积极推进其北极战略。在实施其北极战略过程中，俄罗斯采取了一系列措施，并取得了一定的成效。主要包括：强化对北极地区的战略控制能力，逐步建立对北极地区多层次地缘政治空间的控制权；积极推动北极“资源战略基地”建设，促进其北极地区的经济与社会发展，提高俄罗斯在世界能源格局中的战略地位；努力把控“北方海航道”交通枢纽，博取地缘战略主导权和国际关系主动权；通过科学、法律等领域的工作，积极向北极方向拓展俄罗斯的利益空间。

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基于Android的南极人员定位软件的设计与实现

孔爱婷刘健余旭

2015, 27 (3): 307-311. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.3.307

摘要 ( 960 )

PDF(2247KB) ( 787 )

为满足南极人员实时定位的需要，基于Android智能手机平台，利用ArcGIS API for Android，根据南极的地理环境，结合ArcGIS Server平台、GPS定位技术，设计并实现了具有地图浏览、定位、电子罗盘、导航、记录、计算距离等功能的南极人员定位软件。逐步阐述软件的设计与建立过程，重点论述底图的设计方案、软件的主要功能和成果分析。该手机软件以实用性为前提，将ArcGIS Server地图缓存技术融入其中，实现基于GIS底图服务的南极实时离线定位功能。该手机软件界面友好，操作便捷，经过在南极中山站测试，软件运行正常，实现了所设计的功能并且定位数据准确，为南极科学考察人员提供了便捷的手机定位服务。

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iOS平台下的雪龙监控系统设计与实现

黄冬梅郭颖新赵丹凤何盛琪刘健

2015, 27 (3): 312-318. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.3.312

摘要 ( 1051 )

PDF(2934KB) ( 1096 )

“雪龙”号是我国最先进的科学考察船，随着雪龙在线网络信息平台的不断发展和完善，人们对通过移动终端获取“雪龙”号最新信息的需求愈加迫切，为搭建一个连接“雪龙”号和社会公众及工作人员的iOS信息平台，设计并开发了iOS平台下的雪龙监控系统。该系统是一个C/S架构的在线App系统，实现了准实时展示“雪龙”号航迹、查询历史航迹、显示相关要素数据、接收和发布信息、查询关键节点信息等功能，解决了在海量航线节点中筛选关键拐点，以及航线绘制中两点连线不能通过180度经线等问题，成功应用于辅助相关工作人员了解“雪龙”号最新信息，及时做出正确决策。

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两株极地真菌次级代谢产物的研究

闫凝星方莎莎刘靖堂卢小玲刘小宇焦炳华

2015, 27 (3): 319-325. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.3.319

摘要 ( 1100 )

PDF(1214KB) ( 1001 )

采用硅胶柱层析、凝胶柱层析和HPLC等色谱技术，对极地真菌Articulospora sp. Z1-1和Penicillium sp. S-1-10的发酵液提取物进行分离纯化，共得到9个化合物，通过理化性质及波谱学方法并比较相关文献，确定化合物结构为3, 7-二羟基-9-甲氧基-1-甲基-苯并[c]色烯-6-酮(1), 1, 4-二羟基甲苯(2),间羟基苄醇(3), 对羟基苯乙醇(4),邻苯二甲酸二丁酯(5),1, 7-二羟基-3-羟甲基-8-甲基-二苯并[b, e]氧杂卓-13, 14-二酮(6),邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(7),4-十三烷基-苯甲醛（8）和(Z)-7-十四烯酸（9）。其中,化合物1—6首次从Articulospora sp.属真菌中获得,化合物8为新天然产物。化合物1和4被证明具有抑制稻瘟霉的作用,化合物2有较好的抗菌和细胞毒活性,化合物3有较强的抗氧化活性。

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极地冰盖物质平衡的最新进展与未来挑战

王慧孙波李斐唐学远崔祥斌王甜甜

2015, 27 (3): 326-336. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.3.326

摘要 ( 1057 )

PDF(3574KB) ( 1101 )

准确地探明冰盖物质平衡状况，对于研究全球变暖背景下海平面变化具有重要的意义，自IPCC AR4（政府间气候变化专门委员会第四次报告）以来，极地冰盖物质平衡的研究取得了很大进展。本文总结并对比了用卫星测高（雷达测高和激光测高）、物质收支测量和重力测量等方法得到的冰盖物质平衡评估结果，综述了冰盖数值模拟研究在预测冰盖未来的变化趋势以及由此对海平面造成的影响等方面取得的进展，并立足于我国当前的极地冰盖物质平衡研究现状，提出了该研究所面临的挑战。

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