极地研究

Select

1980-2015年夏季南大洋亚南极锋和极地锋的长期变化研究

权陕媛史久新

2019, 31 (3): 231-245. DOI: 10.13679/j.jdyj.20190015

摘要 ( 855 )

PDF(10482KB) ( 688 )

本文利用再分析月均海洋温盐数据, 分别采用基于物理现象和固定温盐量值的锋面识别标准, 探究1980—2015年夏季(1—3月)亚南极锋(Subantarctic Front, SAF)和极地锋(Polar Front, PF)的变化特征。对此时段的长期变化, 两类标准给出了基本一致的结果。在绕极平均意义上, SAF和PF的位置虽然存在南北向摆动, 但是在1980—2015年并没有显著的长期移动趋势。在整个空间场上, 锋面的位移幅度、稳定性和长期移动趋势均有明显的区域差异性, 在经过大的地形障碍区时, 锋面较稳定, 位移幅度较小, 而在深海盆区和脱离地形约束的下游, 锋面稳定性较低, 且经向位移幅度较大。SAF和PF稳定性最高、长期移动趋势最小的区域分别位于印度洋扇区和大西洋扇区。SAF在太平洋扇区的东部海盆区有较显著的长期移动趋势, 且南北向位移均存在, PF在印度洋扇区以向极移动为主。在年代和年际尺度上, 两类标准给出的结果存在一定的差异, 进而分别对两类识别标准的适用性进行了讨论。对于PF来说, 温度现象类标准总体上稳定性更高, 优于等温线标准。

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

基于RTK-GPS的北极Austre Lovénbreen冰川表面高程变化研究

丁曦艾松涛王泽民郝卫峰谭智

2019, 31 (3): 246-257. DOI: 10.13679/j.jdyj.20190003

摘要 ( 727 )

PDF(9868KB) ( 503 )

基于多期RTK-GPS(Real Time Kinematic-Global Position System)高精度测量数据, 通过冰面高程变化开展北极Austre Lovénbreen冰川物质变化研究。首先基于冰面GPS测点开展多种空间插值方法的比对, 兼顾冰面DEM(Digital Elevation Model)的平滑特性以及插值结果的准确性, 优选自然邻域法作为冰面地形的插值算法; 继而利用2013—2015年3期RTK-GPS数据, 通过冰面地形内插和测线交叉点比对两种方式开展了Austre Lovénbreen冰川表面高程变化的分析, 结果表明交叉点方法的精度更高, 而地形内插法在测线之间的空白区域存在较大误差。最后通过冰雪密度估计将高程变化转化为水当量, 计算相应时段的冰川物质平衡: 积累区密度取500 kg·m^-3, 消融区密度取900 kg·m^-3, 得到2013—2014年和2014—2015年的物质平衡分别为–0.277m w.e.和0.065m w.e.。该物质平衡结果相较于传统的冰面物质平衡而言存在一定的差异, 主要源于测量时段的不一致, 以及可能存在的冰川内部物质变化。此外, 将RTK-GPS交叉点高程的年际变化与所在高程进行联合分析, 发现冰川物质变化与冰川高程分布既有较强的相关性, 部分区域也存在一些差异。总体而言, 冰川物质年变化的海拔梯度为2.67‰, 在海拔越低的区域冰川消融得越快, 随海拔上升消融减慢, 在高海拔或冰川边缘区域还存在少量物质积累。

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

北极海冰密度变化分析及其对海冰厚度估算的影响

李冰洁庞小平季青

2019, 31 (3): 258-266. DOI: 10.13679/j.jdyj.20180059

摘要 ( 840 )

PDF(6967KB) ( 631 )

海冰密度是海冰和气候模型的重要物理变量, 也是利用卫星测高数据估算海冰厚度的关键参数。目前各国北极科学考察虽开展了海冰物理观测, 但对近期北极海冰密度现场观测资料的综合分析和挖掘应用不足。在此背景下, 收集了近15年来北极海冰密度现场观测资料, 分析北极海冰密度的变化特征; 对海冰密度实测数据进行克里金插值, 将插值结果输入静力平衡方程模型计算海冰厚度, 探讨海冰密度对海冰厚度卫星测高反演的影响。结果表明, 2000—2015年北极海冰密度变化范围为750—950kg·m^–3, 1—9月海冰密度总体上随月份变化呈减小的趋势; 6—9月北极海冰密度随着纬度的增加而减少(75°N—90°N); 通过对比分析表明, 相较于使用海冰密度固定值参与估算海冰厚度, 采用经现场观测数据空间插值后的海冰密度估算海冰厚度的结果更为准确。北极海冰密度现场观测资料的整理分析可为海冰与气候变化等进一步研究提供参考。

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

基于GIS方法模拟山地冰川长期变化

艾松涛严博雅王泽民林国标

2019, 31 (3): 267-275. DOI: 10.13679/j.jdyj.20180050

摘要 ( 707 )

PDF(3006KB) ( 994 )

地理信息系统(Geographical Information System, GIS)具有强大的空间分析功能。GIS方法建立的模型, 可以模拟北极多温冰川Austre Lovénbreen的长时间序列变化。研究发现, GIS方法可以快速有效地获取冰川的冰厚、主流线长度、冰川表面积和冰川体积, 其中冰川体积的变化符合高次常函数变化规律; 通过对比GIS方法与Elmer/Ice动力学方法模拟的结果, GIS方法对冰川体积的模拟, 在十年至几十年的尺度上可行。GIS方法模拟冰川变化, 可以快速定量分析冰川未来一定年限内的厚度、面积、体积、主流线长度等几何参数, 简化了冰川变化分析研究的过程。

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

基于人工神经网络的北极海域大气能见度格点数据生成技术

单雨龙张韧李明

2019, 31 (3): 276-283. DOI: 10.13679/j.jdyj.20180056

摘要 ( 794 )

PDF(795KB) ( 1032 )

随着北极航线的逐渐开通, 北极航道的通航风险评估工作得到更多的关注。针对当前北极航道风评工作中存在的能见度数据稀缺等问题, 提出一种基于能见度推理结果与观测数据相结合的能见度格点数据生成技术。通过确定能见度影响因子、生成样本数据集、人工神经网络技术和贝叶斯推理技术的拟合效果对比、订正推理所得能见度数据等流程, 构建了基于人工神经网络推理结果和观测数据相结合的能见度格点数据生成模型, 并将该推理结果与传统插值结果进行对比。结果表明, 基于该模型生成的能见度格点数据的准确度高于插值结果, 且结果更为科学, 能够为我国的极地航道风评工作提供重要参考。

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

加拿大海盆莫霍面分布特征及其构造意义

马媛媛赵俐红凌子龙杨明明庞贝贝

2019, 31 (3): 284-290. DOI: 10.13679/j.jdyj.20180026

摘要 ( 786 )

PDF(10984KB) ( 581 )

利用北极加拿大海盆及其周边最新的重力数据, 经过水深、沉积层厚度以及平均地壳厚度的重力效应改正, 收集了该地区的声呐浮标数据, 数字化得到57个控制点, 基于Parker方法, 使用带控制点的界面反演计算了研究区的莫霍面深度。结果表明, 莫霍面深度由西向东逐渐加深。边缘地与海盆西侧交界处莫霍面深度最浅, 在12 km左右, 说明此处可能存在补偿不足; 阿拉斯加处的莫霍面深度最深, 至少30 km, 推测该区域受到的挤压较为强烈或者沉积物供给充足使得地壳增厚。深度值变化与其洋壳-洋陆过渡带-陆壳的地壳结构变化也相吻合, 支持了逆时针旋转模式。

相关文章 | 计量指标

Select

基于DPS和GPS的南极中山站电离层TEC比较研究

余侯芳陈相材刘建军何昉

2019, 31 (3): 291-300. DOI: 10.13679/j.jdyj.20190005

摘要 ( 687 )

PDF(3493KB) ( 796 )

基于南极中山站数字式电离层测高仪DPS-4D和GPS-TEC电离层闪烁监测仪的观测数据, 比较研究了两者在2013年所得电离层总电子含量(TEC)随太阳辐射和地磁活动的日变化和季节变化特征。比较结果表明, 南极中山站上空电离层TEC存在明显的极区电离层变化特性, 这种变化特性大体与太阳辐射成正相关关系, 而与地磁活动成负相关。尽管电离层TEC变化具有明显的晨昏不对称性, 但都能有效地被DPS-4D和GPS TEC监测仪的数据计算获得, 且两者相关系数达到0.86。结合中山站所处的极区电离层位置, 考虑太阳辐射电离和地磁活动影响下的极区电离层对流以及中性大气成分改变, 初步分析了DPS和GPS所得TEC结果有所差异的原因。

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

Thorpe 尺度估算South Pole大气湍流廓线

胡晓丹吴晓庆青春

2019, 31 (3): 301-308. DOI: 10.13679/j.jdyj.20180058

摘要 ( 705 )

PDF(562KB) ( 852 )

分析了南极点(South Pole) 2012年常规气象参数探空数据, 统计了南极点全年的边界层高度分布, 利用Thorpe 尺度估算了南极点夏季及冬季的折射率结构常数、大气相干长度、视宁度、等晕角等参数和边界层高度以上及边界层内的视宁度及其对整层(0—25 km)视宁度的贡献, 将之与文献结果比对。结果表明: 估算的在近地面随高度迅速递减, 300 m后随高度缓慢减小, 5 km以后出现一个鼓包, 10 km后随高度稳定递减, 都呈现湍流主要集中于300 m以下这一特点。用Thorpe 尺度估算的南极点冬季整层视宁度为1.87′′, 270 m以上高度视宁度为0.39′′, 与文献报道较为吻合。Thorpe 尺度相较于其他外尺度模式估算过程更为简便。

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

北极阿拉斯加北坡盆地天然气水合物成矿规律与资源潜力

杨楚鹏刘杰杨睿胡小三姚永坚王哲李学杰

2019, 31 (3): 309-321. DOI: 10.13679/j.jdyj.20180065

摘要 ( 745 )

PDF(5770KB) ( 1182 )

北极阿拉斯加北坡盆地是全球开展天然气水合物的调查研究最早的地区之一, 对全球天然气水合物的研究具有示范作用。在大量文献资料综合分析的基础上, 本文系统归纳了阿拉斯加北坡地区天然气水合物的成矿地质条件和成矿规律。认为阿拉斯加北坡的天然气水合物成矿系统是下伏下白垩—第三系含油气系统在浅部的衍生, 是由下伏气源、断裂、岩性、北极的特殊环境(永久冻土、地层温压场)等多种因素共同作用的结果。通过模拟计算和分析, 将阿拉斯加北坡地区划分了3级远景资源区, 估算出整个阿拉斯加地区的天然气水合物资源为6.0×1012 m³标准天然气, 其中I级远景区主要分布于阿拉斯加北坡的滨岸冻土区和陆架区, 资源量为2.83×1012 m³标准天然气。

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

南大洋净初级生产力的时空变化及影响因素分析

吴悦媛侯书贵吴霜叶庞洪喜刘科于金海

2019, 31 (3): 322-333. DOI: 10.13679/j.jdyj.20180042

摘要 ( 867 )

PDF(10275KB) ( 661 )

南大洋作为全球大洋中重要的碳汇区, 分析其净初级生产力(NPP)的分布及变化趋势对气候变化研究具有重要的意义。利用2003—2016年的南大洋NPP数据分析其空间分布情况、季节变化特征及近期变化, 并结合海表面温度(SST)和海冰覆盖率(SIC)数据分析两者对NPP的影响。结果表明: ①南大洋不同海域年均NPP的范围为64.0—2.26×105 mg C·m–2·a–1, 印度洋扇区、大西洋扇区和太平洋扇区的NPP分别为0.568 Gt C·a–1、0.431 Gt C·a–1和0.262 Gt C·a–1; ②南大洋NPP在南极大陆近岸海域及威德尔海海域较低, 在低纬度岛屿附近和南极大陆部分冰架前缘海域较高; ③由于太阳辐射的季节变化, 南大洋NPP具有明显的季节变化规律, 1月份最高(293.27 Tg C), 6月份达到最低值(0.004 Tg C); ④2003—2016年大西洋扇区及太平洋扇区的NPP总量变化不具有统计学上的显著性, 只在印度洋扇区具有显著的上升趋势; ⑤不同扇区NPP的变化趋势主要与SST和SIC的变化有关。

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

《极地水域船舶作业国际规则》的法律属性析论

袁雪童凯

2019, 31 (3): 334-345. DOI: 10.13679/j.jdyj.20180048

摘要 ( 829 )

PDF(356KB) ( 1110 )

《极地水域船舶作业国际规则》(简称《极地规则》)是国际海事组织为极地水域船舶航行安全与防止环境污染制定的技术性国际规则。该规则的体系构成是以MARPOL、SOLAS和STCW三大公约修正案为基础, 因此使其对缔约国具有强制约束力, 并沿袭了技术性、前瞻性等属性。从普适性角度衡量, 该规则因为制定主体、立法结构与实际履约等问题尚不足以构成“一般接受的国际规则和标准”。我国应当吸取其中的先进立法理念, 并积极加强国内履约，为即将到来的北极航运高峰做准备。此外, 鉴于《极地规则》与《联合国海洋法公约》（简称《公约》）的冰封区域条款之间相对独立, 我国在遵守沿海国单边立法的同时应积极倡导在极地地区适用以《极地规则》为核心的统一标准。我国对北极航道的使用呈逐年增加的趋势, 这势必要求厘清《极地规则》的法律属性以维护我国的北极航运利益。

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

基于CiteSpace的北极研究综述

王利杨林生黄季夏 Jinmei Lu

2019, 31 (3): 346-363. DOI: 10.13679/j.jdyj.20180049

摘要 ( 752 )

PDF(7453KB) ( 519 )

以北极研究为中心, 基于CNKI和Web of Sciences Core Collection数据库2000—2017数据, 采用CiteSpace, 系统展示了中国和国际(含中国)在北极科研领域的发展趋势、前沿、热点和机构合作特征。研究表明, 国内的北极研究经历了由气候海冰—航运—北极治理的研究过程, 发文量以北极航运为主导。国际针对北极的研究经历了三个逐步加速阶段: 1990、2000和2005, 北极八国和德、英、法是北极研究的主力军。北极科技合作仍主要以国家内部合作为主, 但科研机构合作频率高度爆发且出现一批以“Helmholtz Centre for Polar and Marine Research(德国)、The Arctic University of Norway(挪威)、Aarhus University(丹麦)和Korea Polar Research Institute(韩国)”为代表的北极研究合作爆发单位; 北极研究领域多样, 呈现出以“arctic ocean”、“climate”、“arctic temperature”、“variability”、“sea ice”、“model”等为重点的关键词, 表明近年国际北极研究主要热点在气候变化、海冰、洋流等领域, 这些领域相互交叉。通过对国内外北极通航经济性的系统综述分析得出: 国内外学者均认为与北极海冰有关因素是制约北极通航的关键; 国内学者对北极通航的经济效益较为乐观, 而国外学者则较为辨证且谨慎。这与研究所考虑的角度有关, 国内学者较多考虑北极通航的技术管理、人力资源、能耗、时间和政治等因素, 而国外学者在这些因素的基础上, 还侧重于贸易需求、通航意愿性和通航对气候的影响等因素。

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

中国第35次南极科学考察简报

李丙瑞

2019, 31 (3): 364-367.

摘要 ( 611 )

PDF(249KB) ( 1266 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Select

国际摄影测量与遥感学会(ISPRS)2019地球空间周

唐学远

2019, 31 (3): 368-369.

摘要 ( 561 )

PDF(208KB) ( 798 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

过刊目录