极地研究

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极锋以南洋区N₂O源汇特性初析

詹力扬陈立奇张介霞李玉红吴曼许苏清

2015, 27 (4): 337-343. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.4.337

摘要 ( 1050 )

PDF(1794KB) ( 854 )

N₂O是大气中最重要的温室气体之一，目前已经有大量的研究对海洋N₂O循环及海洋对N2O收支的贡献进行追踪报道。然而，极区相关研究仍然十分有限。本研究利用中国第25、26次南极科学考察的机会，对南大洋进行的采样以及实验室分析，分析结果显示，南大洋表层海水存在亚热带锋附近N₂O过饱和，亚南极锋附近接近饱和，和极锋以南洋面的不饱和的特征。文中主要对极锋以南的海区不饱和现象进行了讨论。此外，本研究也对海气通量的评估方法进行了一定的更新，根据该方法对极锋以南洋区进行了海气通量的评估，结果显示，极锋区以南表层海水是大气N₂O的汇区。

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中国南极维多利亚地新站气象特征分析

丁明虎卞林根张林王召民逯昌贵孙维君袁乃明傅良谢泽林

2015, 27 (4): 344-350. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.4.344

摘要 ( 1087 )

PDF(4218KB) ( 909 )

我国南极新站选择在维多利亚地特拉诺瓦湾难言岛上进行建设，其气象环境状况是开展科学研究的基础工作，也是考察队员生命安全保障的基础资料。因此，在本文中，我们通过2013年度难言岛气象站的观测资料，结合附近历史气象资料，对该区域气象要素特征进行了分析。结果表明：（1）由于地处罗斯海与东南极冰盖交界处，难言岛年均气压为987.8 hPa，与中山站非常接近；（2）年均温为-16.1 oC，最低气温为-39.3 oC，且冬季气温波动较大，标准差可达±6.00 oC；（3）年均相对湿度为42.1%，空气非常干燥，降水量非常低；（4）盛行风向为WNW，5-7级风出现频率超过50%，但夏季风速明显低于冬季风速，一般不超过8 m s-1。（5）难言岛年总辐射量为3342.8 MJ m-2，明显低于中山站，但两站反照率非常接近。

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普里兹湾沿岸下降风特征分析

丁卓铭张林卞林根孙启振

2015, 27 (4): 351-363. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.4.351

摘要 ( 1132 )

PDF(10195KB) ( 719 )

根据2008年南极中山站的臭氧气球探空观测和塔层自动气象站数据，以及同时期的再分析资料，分析下降风发生时的普里兹湾沿岸和东南极内陆地区的天气形势、中山站的边界层特征、气象要素的日变化规律。并利用对数风速廓线定律模拟中山站下降风，与实测值进行对比。个例研究表明，在晴朗的夜间或多云的白天，内陆地区冰面辐射冷却，导致气温降低，与普里兹湾沿岸地区的温度梯度大。此时内陆地区受高压控制，成为辐散中心，且高压的位置决定普里兹湾东岸和西岸的下降风强度。中山站的下降风出现在边界层低层，地面风速大，风向主要为东、东北东，导致强不稳定层结、气温和位温迅速降低。对数风廓线定律模拟中山站下降风的能力有限。

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北半球夏季中高纬度大气阻塞对北极海冰变化的影响

肖贻青黄斌刁一娜罗德海

2015, 27 (4): 364-378. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.4.364

摘要 ( 1475 )

PDF(14442KB) ( 825 )

利用NCEP/NCAR再分析逐日500hPa高度场资料，对北半球夏季中高纬度大气阻塞特征进行统计分析，发现大气阻塞活动频率高的地区主要集中在白令海峡区域、鄂霍次克海区域、欧亚大陆区域及格陵兰区域。而通过NSIDC提供的卫星观测资料发现近30年夏季海冰容易减少的区域正好对应阻塞活动北部的高纬度地区。分别通过对以上四个区域有阻塞发生相对没有阻塞发生时的500 hPa位势高度场、地面温度场、850 hPa经向瞬变热通量输送和平流输送等异常变化场进行对比分析，结果发现夏季中高纬度阻塞频率的增加对海冰的减少有显著影响，主要体现在阻塞的发生发展可通过增加高纬度地面温度、对极地的热量输送和暖平流输送来加快海冰的融化。这种阻塞引起的热力作用在鄂霍次克海和欧亚大陆区域效果更为显著。

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楚科奇海阿拉斯加沿岸冰间湖的变化及其影响因素分析

梁敏仪史久新

2015, 27 (4): 379-391. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.4.379

摘要 ( 1152 )

PDF(8080KB) ( 805 )

利用2003年-2011年AMSR-E（Advanced Microwave Scanning Radiometer - Earth Observing System）日平均海冰密集度数据，对楚科奇海阿拉斯加沿岸冰间湖进行了分析。针对冰间湖的特点，在阈值法的基础上，通过统计冰间湖出现的频率，限定冰间湖的最大范围，区分各个冰间湖。通过计算阿拉斯加沿岸冰间湖的面积，结合NCEP-DOE（National Centers for Environmental Prediction-Department of Energy）再分析风场数据和白令海峡潜标观测的温盐和海流数据，初步探讨冰间湖发生和发展的规律。为了排除海冰外缘区对判断冰间湖的影响，研究仅限于白令海峡完全冰封的1月-4月，可得到以下结论：阿拉斯加西北沿岸海域每年冬季都会出现5个冰间湖，多数时间为紧靠大陆边缘的沿岸冰间湖，巴罗角附近海岸在3月和4月会出现位于沿岸固定冰之外的裂缝冰间湖。冰间湖面积每天都发生变化，表现出天气尺度的变化特征，经历长达数日的发展和消失的过程，与风场的转换有密切关系。离岸风有利于沿岸冰间湖的扩展，但是该海域1月-4月的盛行风为东北风和北风，对于多数冰间湖而言为沿岸风，不利于冰间湖的形成，因而冰间湖有时消失长达数十日。在偏北风的影响下，太平洋入流对北部的冰间湖几无作用，而对南部冰间湖的空间分布有着重要影响。

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极地雪冰中过量¹⁷O研究进展

何静庞洪喜侯书贵

2015, 27 (4): 392-401. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.4.392

摘要 ( 1043 )

PDF(4057KB) ( 1005 )

过量¹⁷O是当前水体稳定同位素研究的前沿领域，在极地雪冰研究中备受关注。本文系统地介绍了水循环过程中过量¹⁷O研究的基本原理和实验方法，在此基础上，重点评述了极地雪冰中过量¹⁷O研究的最新进展，包括过量¹⁷O的影响因素、空间分布特征、季节变化、末次冰盛期-全新世过量¹⁷O演化特征，并针对极地雪冰过量¹⁷O研究尚未解决的科学问题对未来的工作进行了展望。

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北极Svalbard群岛Austre Lovénbreen和Pedersenbreen冰川表面运动特征

李鹏闫明艾松涛徐跃通刘雷保孙维君

2015, 27 (4): 402-411. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.4.402

摘要 ( 1012 )

PDF(3751KB) ( 1082 )

以野外实测数据为基础，分析北极Svalbard群岛Austre Lovénbreen和Pedersenbreen冰川表面运动特征。结果表明：（1）Austre Lovénbreen和Pedersenbreen冰川表面水平运动速度平均分别为2.14 m?a-1和6.28 m?a-1，变差系数平均分别为0.24和0.14，夏季水平运动速度略高于冬季，水平运动速度与其所处海拔高度具有多项式型关系，冰川主流线表面水平运动速度高于两侧，冰川两侧的表面水平运动速度不对称，Austre Lovénbreen冰川从源头至末端依次表现为运动的压缩区、拉伸区和压缩区；（2）Austre Lovénbreen和Pedersenbreen冰川表面垂直运动速度平均分别为0.76 m?a-1和0.90 m?a-1，两条冰川表面夏季垂直运动速度均大于冬季且夏季变差系数小，垂直运动速度与海拔高度具有一元线性相关性，表面物质平衡造成的高程变化对垂直运动速度的贡献率最大；（3）Austre Lovénbreen和Pedersenbreen冰川表面应变率分布表现为沿主流线方向逐渐减小然后负向增加，且其变差系数平均分别为0.19和0.15。

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南极普里兹湾表层沉积物中磷的形态分布特征

何乐龙于培松张海峰韩正兵蔡小霞潘建明张海生

2015, 27 (4): 412-420. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.4.412

摘要 ( 984 )

PDF(4361KB) ( 1003 )

利用我国多次南极考察中雪龙号在普里兹湾海域获取的表层沉积物样品，分析了该海域沉积物中各形态磷的含量，并讨论了其分布特征和控制因素。结果表明，表层沉积物总磷含量介于416.1~676.3×10-6之间，平均为543.5×10-6，主要由碎屑磷（平均为209.9×10-6）和自生磷（平均为137.7×10-6）组成。自生磷、有机磷呈现从湾东部-西部逐渐降低的分布趋势，这种分布与有机碳、生物硅等生源要素的分布以及上层水体生产力的高低相吻合，指示了其海洋生源属性；碎屑磷在湾西部含量较高，其分布与沉积物中铝、砂质的分布模式一致，表明其主要来自堆积在西部浅滩区域冰山携带的陆源砂质碎屑。可交换态磷（平均为36.0×10-6）和铁结合磷（平均为47.1×10-6）在沉积物中含量较低，分别受沉积物粒度和铁含量的控制，仅在湾东部和中心个别站位含量较高。生物可利用磷在湾东部和中心区域含量较高，可能与上述区域较高的生源颗粒物沉降速率有关，同时这些颗粒物可能吸附了水体中的磷进入沉积物中，导致对应底层海水磷酸盐浓度相对降低。

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普里兹湾陆架表层沉积物粒度特征及其环境指示意义

王豪壮陈志华王春娟刘合林赵仁杰唐正黄元辉

2015, 27 (4): 421-428. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.4.421

摘要 ( 1152 )

PDF(3884KB) ( 1092 )

本文使用中国第24次和29次南极科考获得的南大洋地区普里兹湾海域陆架表层沉积物，通过粒度分析探讨研究区内影响沉积作用的主要因素。研究区内沉积物类型有：砾（G），泥质砂质砾(msG)，砾质泥(gM)，砾质泥质砂(gmS)，含砾泥((g)M)，含砾泥质砂（(g)mS），砂(S)，砂质粉砂（sZ），粉砂（Z）九种。依据沉积物类型及区域地形变化，将研究区域划分为东部含砾泥质沉积区和西部含砾砂质沉积区。在东部含砾泥质物沉积区内，南极沿岸流是影响四夫人浅滩和Svenner水道处沉积作用的主要因素，在普里兹水道和埃默里海盆处，沉积作用主要受到湾内普里兹湾流涡影响。在西部含砾砂质沉积区内的弗拉姆浅滩和埃默里冰架前缘，沉积作用受冰山影响更大，海流影响相对较弱。

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“北极航道”开通与中国及其受影响区域的贸易增长潜力分析

李珍胡麦秀

2015, 27 (4): 429-438. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.4.429

摘要 ( 1167 )

PDF(2331KB) ( 1047 )

在考虑船舶等待时间和海冰因素的基础上，以航行时间替代航运距离，对传统的贸易引力模型进行修正，量化评估了“北极航道”开通对中国及其受影响区域的贸易增长潜力。结果表明：(1)航行时间与进出口总额之间呈负相关关系，航行时间每减少1%，将使中国的进出口贸易总额增加0.6590%。(2)海冰因素会对贸易潜力的提升产生较大影响。在存在海冰的情况下，由于“北极航道”在航运距离上的天然优势，将使中国的贸易潜力增长10.95%，使中国受影响的北部沿海地区和东部沿海地区的贸易潜力分别增长12.02%和11.22%；一旦海冰消融、“北极航道”全面通航，中国及其受影响的北部沿海地区和东部沿海地区的贸易潜力则会得到进一步提升，提升效应将达到20%以上。

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1998—2014年国家自然科学基金极地科研的资助分析

朱春艳华薇娜

2015, 27 (4): 439-445. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.4.439

摘要 ( 916 )

PDF(1602KB) ( 889 )

利用科学基金网络信息系统，收集1998—2014年间中国国家自然科学基金委员会对极地科研的资助项目，对项目的年度变化、类型分布、学科交叉及多样性变化、依托单位、时空分布等方面进行详细分析；再结合国内外极地学科论文发文情况进行综合考量，研究发现国家自然科学基金的资助推动了我国极地学科人才培养、科研能力的发展，但在扶持力度、资助范围、国际合作交流等方面还需给与高度重视。

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CryoSat-2卫星测高计划及其应用

魏鑫李斐张胜凯郝卫峰

2015, 27 (4): 446-453. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.4.446

摘要 ( 1399 )

PDF(1582KB) ( 1211 )

作为欧空局地球探测计划的第一个机会任务，CryoSat-2卫星于2010年携带着Ku波段SIRAL（干涉/合成孔径雷达高度计）发射升空。CryoSat-2任务的优势在于高精度地测量地球陆地和海洋冰原的变化，同时92?的近极地轨道一定程度上填补了先前遥测卫星的高纬数据缺口。本文对CryoSat-2卫星的科学目标、科学需求、任务概况、仪器载荷以及数据产品等方面做了详细的介绍，重点强调了CryoSat-2的首要载荷SIRAL和数据校准，最后探讨了CryoSat-2在极地领域的应用。

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气候变化对北极渔业资源的影响研究进展

焦敏陈新军高郭平

2015, 27 (4): 454-462. DOI: 10.13679/j.jdyj.2015.4.454

摘要 ( 1084 )

PDF(1666KB) ( 1161 )

摘要近几十年来气候变化越发严峻，对北极渔业资源产生极大的影响。气候变化引发的海水升温、海平面上升和海冰缩减等改变，不仅直接影响北极渔业资源的种类习性及时空分布，而且通过对洋流、北极涛动、臭氧层等的影响间接地影响北极渔业资源的格局。气候变化对北极渔业资源的结构和数量有着不可逆转的影响，且影响范围广。本文通过对影响北极渔业资源的重大气候变化进行分析研究，找出气候变化影响北极渔业资源的主要因素，从而为应对气候变化保护北极渔业资源提供基础，以便有效地、科学地并全面地确保北极渔业的可持续发展。

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