俯瞰北方航道（上）

由于全球气候变暖，人类的探索愿望也延伸到了魅力日益凸现的北冰洋，而被誉为大西洋-北冰洋-太平洋黄金航道之一的“北方航道”，其神秘面纱也随之慢慢揭开。     

中国的海上“三峡”

在两块陆地之间的狭窄水道均称为海峡,它是连接洋与洋或洋与海的通道。纵观世界地图你便会发现,世界上有许多著名的海峡,如白令海峡,连接太平洋和北冰洋;德雷克海峡和麦哲伦海峡,它们连接太平洋和大西洋;此外还有英吉利海峡,佛罗里达海峡、托雷斯海峡、直布罗陀海峡、马六甲海峡、达达尼尔海峡等等。我国沿海也有不少海峡,较为闻名的有三个,从北而南分别为渤海海、台湾海峡和琼州海峡,堪称为中国的海上“三峡”。——渤海海峡     

基于PHC3.0数据集的北冰洋水团分析

基于PHC3.0极地科学中心水文气候数据集(简称PHC3.0数据集)的温度和盐度资料,使用聚类分析和Bayes判别分析的方法,对北纬70°以北海域的水团结构进行了分析,在北冰洋区域划分出4个水团:北冰洋表层水(ASW)、大西洋中层水(AIW)、太平洋水(PW)和北冰洋深层水(ADW)。北冰洋表层水(ASW)遍布于欧亚海盆和加拿大海盆,以低温低盐为特征。大西洋中层水(AIW)位于约200～900m深度,在北冰洋环极边界流的作用下,其影响可达到加拿大海盆。太平洋水(PW)受经白令海峡进入北冰洋的海水影响,相对高温低盐,夏季时影响显著。北冰洋深层水(ADW)在海盆中相当均匀,几乎没有季节变化,盐度约在34.95psu,温度在加拿大海盆约为-0.3℃,欧亚海盆约为-0.7℃。     

太平洋与东亚沿海的海洋战略角逐（上）

太平洋作为世界第一大洋，位于亚洲、大洋洲、北美洲、南美洲和南极洲之间。西南以塔斯马尼亚岛东南角至南极大陆的经线（东经146°51’）与印度洋分界，东南以通过南美洲南端的合恩角的经线（西经67°）与大西洋分界，北经白令海峡与北冰洋相通，东经巴拿马运河和麦哲伦海峡、德雷克海峡通大西洋，西经马六甲海峡和巽他海峡通往印度洋，面积17967．7万平方千米，占地球表面总面积的35．2％，占世界海洋总面积的49.8％。     

北极:机遇与挑战

<正>北冰洋有三条航道连接着东方和西方。东北航道的大部分航段位于俄罗斯北部沿海。从摩尔曼斯克出发,航行5620海里可向东穿过巴伦支海、喀拉海、拉普捷夫海、新西伯利亚海和楚科奇海5大海域,达到白令海峡和远东的符拉迪沃斯托克。西北航道大部分航段位于加拿大北极群岛水域,以白令海峡为起点,沿美国阿拉斯加北部海域向东,穿过加拿大北极诸岛,直到戴维斯海峡。北冰洋理论上还有一条穿越北极点航线:从白令海峡出发,不走俄罗斯或北美沿岸,直接穿过北冰洋中心     

泛北冰洋浮游生态系统 对入流水和海冰变化的响应

泛北冰洋海区存在水温升高、入流水增加、海冰面积和厚度减少等不同于其他大洋的环境变化,其浮游生态系统对全球变暖的响应逐渐受到重视。入流水为北冰洋陆架海和海盆带来的大西洋和太平洋的浮游生物种类无法成功繁殖建立本地种群。随着入流水流量的增加,外来浮游生物种类的分布区域向北扩展,促进了浮游生物跨洋输送。由于大西洋入流水流量较大,海盆区域太平洋种类和大西洋种类之间的分界线有向美亚海盆移动的倾向。海冰覆盖面积和厚度减少使得冰藻水华重要性下降,海区由底栖食物链为主转化为浮游食物链为主,造成浮游植物粒径结构变小,光合作用中脂肪/蛋白质比例、脂肪酸组成产物变化,并影响食物链结构和传递、有机物沉降,使水体原生动物的重要性增加;海冰变化引起的光环境变化会导致浮游动物的分布深度和昼夜垂直迁移幅度增加。泛北冰洋海区的浮游生物组成和食物网结构逐渐北方化,其中太平洋扇区正在太平洋化,大西洋扇区正在大西洋化。若持续发展,可能会导致北方浮游生态系统逐步侵占北冰洋浮游生态系统。泛北冰洋浮游生态系统的变化在不同的海区有不同的特点,中长期策略性的观测是必要的。国内外许多研究人员正对北极生态系统开展长期监测,以强化泛北冰洋海区浮游生态系统变化的研究。其中太平洋和大西洋入流水的路径是重点监测区域之一,在白令海、楚科奇海、波弗特海和美亚海盆区进行长期持久的船基调查有助于趋势性深入研究。     

白令海峡水团来源的镭同位素示踪

对白令海峡64.3°N纬向断面镭同位素的研究表明,水体中226Ra比活度、228Ra比活度和228Ra/226Ra)A.R.存在明显的纬向变化,反映出太平洋与北冰洋水体交换的多种路径.根据温度、盐度和镭同位素的水平与垂直分布,太平洋水进入北冰洋的路径可能主要有3支,分别为白令海峡西侧的阿拉德水、白令海峡东侧的阿拉斯加沿...     

北冰洋与邻近海区海洋-海冰模式的试算与校验

本文将目前先进的大尺度海洋、海冰模式(NEMO3.6和LIM3)应用于北大西洋–北冰洋–北太平洋(简称NAPA)，并进行了试验后报模拟。所建立的模式NAPA1/4和NAPA1/12的水平分辨率分别为(1/4)°和(1/12)°经、纬度，计算范围覆盖太平洋45°N以北海区、整个北冰洋及北大西洋；其中，NAPA1/4和NAPA1/12在北大西洋的边界分别为26°N和7°N。目前，已利用NAPA1/4完成了1993–2015年的后报模拟。本文基于观测数据和已发表文献对模拟结果中的北冰洋海冰变化、环流结构以及水文特征进行了校验。结果表明，NAPA1/4能够再现北冰洋的主要热力与动力过程，可以用来分析海冰、水团、大西洋/太平洋入/出流等的季节与年际变化规律。利用NAPA1/12进行了1993–1996年的模拟计算。初步结果分析表明，提高分辨率可更为精细地刻画北冰洋的海冰、水团和环流的结构。     

西北航道夏季气旋登陆期间海冰对波浪的影响

西北航道是指从北大西洋经加拿大北极群岛进入北冰洋,再进入太平洋的航道,是连接大西洋和太平洋的捷径。为了探讨西北航道通航期极端天气条件下强风及海冰对波浪场的影响机制,建立并验证了考虑海冰影响下的西北航道风浪演化模型,并以2012年8月北极气旋登陆期间为例探讨西北航道通航期波浪特性及波能流密度的时空演化及其对风和海冰的响应。研究结果表明,北极夏季海冰大多分布于西北航道以北海域,而风向大部分集中在SSW(南偏西22.5°)至SW(南偏西45°),西北航道海冰的存在并不会引起有效风区的明显减少,也不会引起无冰海域波能流的明显减小(不超过5%)。但是,当风向变为北向风时,无冰海域波能流减小幅度最多高达62%。最后,综合海冰和波浪要素的时空分布,提出了极端天气条件下西北航道通航期的最佳适航路线,为西北航道的夏季安全通航提供了科学依据。     

只有行动,才有希望

2007年，北极海冰层出现了有记载以来最大程度的消减，平均值降至428万平方千米。9月份的海冰覆盖面积比1970年至2000年的均值低了39％，比2005年9月创造的最低纪录低了23％。由于海冰融化，常年冰封的“西北通道”出现解冻，自8月起出现了持续5周的缺口，近100艘船只由此经过。“西北通道”是指从北大西洋经北极群岛进入北冰洋，再进入太平洋的航道，是连接大西洋和太平洋的捷径。由于常年冰封，“西北通道”长期以来一直无法真正实现通航。     

21世纪格陵兰冰川融化速率对海平面变化的影响

本文利用大洋环流模式POP研究RCP4.5情景下21世纪格陵兰冰川不同的融化速率对全球及区域海平面变化的影响。结果显示:当格陵兰冰川的融化速率以每年1%增加时,全球大部分海域的动力和比容海平面变化基本不变,主要是由于格陵兰冰川在低速融化时并不会导致大西洋经向翻转流减弱。当格陵兰冰川的融化速率以每年3%和每年7%增加时,动力海平面在北大西洋副极地、大西洋热带、南大西洋副热带和北冰洋海域呈现出显著的上升趋势,这是因为格陵兰冰川快速融化导致大量的淡水输入附近海域,造成该上层海洋层化加强和深对流减弱,导致大西洋经向翻转流显著减弱;与此同时,热比容海平面在北冰洋、格陵兰岛南部海域和大西洋副热带海域显著下降,而在热带大西洋和湾流海域明显上升;此时盐比容海平面的变化与热比容海平面是反相的,这是由于大量的低温低盐水的输入,造成北大西洋副极地海域变冷变淡、大西洋经向翻转流和热盐环流显著减弱,引起了太平洋向北冰洋的热通量和淡水通量减少,导致了北冰洋海水变冷变淡,同时热带大西洋滞留了更多的高温高盐水,随着湾流被带到北大西洋,北大西洋副极地海域低温低盐的海水,被风生环流输运到副热带海域。     

撩起“圣杯”的面纱——走近“西北航道”

“西北航道”（Northwest Passage）指的是东起戴维斯海峡和巴芬湾，向西穿过加拿大北极群岛水域，到达美国阿拉斯加北面波弗特海，连接大西洋和太平洋的一条航道。这条航道一直被喻为北冰洋“圣杯”，借喻传说中耶稣最后晚餐所用之杯，以彰显其黄金水道的地位。由于地处北极圈内，特定的地理环境因素使得西北航道在全年大部分时间里处于封冻状态，只有在夏季很短暂的一段时间里可以通行。     

白令海峡夏季流量的年际变化及其成因

白令海峡是连接太平洋和北冰洋的唯一通道,穿过海峡的海水体积通量在年际尺度上的变化主要取决于海峡南北两侧的海面高度差,白令海峡的入流对北冰洋海洋过程有重要的意义。利用SODA资料计算夏季白令海峡海水体积通量,对其年际变化及成因进行分析。结果表明夏季白令海峡的体积通量主要是正压地转的;当体积通量为正距平时,楚科奇海、东西伯利亚海、拉普捷夫海以及波弗特海南部海面高度为负距平,同时,白令海陆架海面高度为正距平;对这些海域的Ekman运动、上层海洋温度、盐度和垂直流速进行分析,发现海面高度异常与海峡体积通量的这种关系主要是与海面气压异常分布所产生的Ekman运动有关。当白令海峡的体积通量为正距平时,北冰洋中央海面气压为正距平,白令海海盆海面气压为负距平。这种气压的异常分布在一定程度上解释了上层海洋运动、海水温盐结构与白令海峡入流的关系,从而把夏季大尺度大气环流和白令海峡体积通量的年际变化联系了起来。     

北冰洋地球动力演化过程中泛大陆裂解的阶段性与扩张盆地的形成

在重建泛大陆裂解和北极地球动力系统演化框架中研究扩张盆地形成的时间序列。通过本研究可识别出扩张盆地形成的3个时空独立的阶段：晚侏罗世-早白垩世、晚白垩世一新生代早期、新生代。第一阶段，作为美亚海盆构造组分的加拿大海盆地的扩张中心形成、演化与消亡。第二阶段是拉布拉多-巴芬-马卡罗夫扩张中心的演化，它在始新世停止活动。第三阶段，极慢速的Mohna、Knipovich和Gakkel洋中脊的形成，至今在格陵兰海及欧亚海盆仍在活动。已有的地质地球物理资料解释表明，在加拿大海盆形成之后，北极地区脱离了古太平洋地球动力的影响，以扩张、俯冲、弧后盆地形成以及碰撞相关的过程等为特征。伴随着太平洋和大西洋的扩张系统向北延伸，马卡罗夫海盆形成，标志着北大西洋的大洋机制的开始（包括典型的陆间裂谷、慢速与超慢速的扩张、陆块的分离、原始盆地扩张中心的消亡、扩张轴的漂移、新的扩张脊和扩张中心的形成等）。上述表明，从。大地构造角度来看，北冰洋事实上是混合的大洋，也就是复合的异源大洋。北冰洋的形成是两个不同时代、不同类型空间并列的地球动力系统作用的结果。加拿大海盆的古太平洋系统，在晚白垩世完成其演化，马卡罗夫和欧亚海盆的北大西洋系统取代了古太平洋系统。与传统观点不同，认为挪威-格陵兰盆地北部的不对称形态是北大西洋两次扩张的结果。第二次扩张中心Knipovich脊始于渐新世一中新世之交，该过程导致Hovgard陆块裂离巴伦支海。泛大陆及其劳亚大陆部分的裂解，伴随着在两侧形成新的扩张盆地，是阶段性的过程。在晚白垩世之前（第一阶段），泛大陆在古太平洋-侧裂解形成加拿大海盆-美亚海盆的一部分（北冰洋形成的第一阶段）。从晚白垩世开始，裂解活动来自北大西洋一侧，导致格陵兰从北美分离，形成拉布拉多-巴芬-马卡罗夫扩张系统（北冰洋形成的第二阶段）。新生代以第二扩张轴的发展为标志，形成挪威-格陵兰海和欧亚海盆（北冰洋形成的第三阶段）。本段扩张中心至今还在活动，但速率极低。     

中国第五次北极科学考察队凯旋

9月27日,中国第五次北极科学考察队乘"雪龙"号科学考察船完成考察任务后返回位于上海的中国极地考察国内基地码头。中国第5次北极科学考察历时93天,实现了我国北冰洋科学考察的多个"首次"。本航次航行18600余海里,"雪龙"号科学考察船首次穿越北极航道往返大西洋和太平     

洋际交换及其在全球大洋环流中的作用:MOM4p1积分1400年的结果

利用非Boussinesq近似下MOM4p1的全球大洋环流预后模式,采用真实地形,以静止状态为初始条件,进行了1 400a积分,以研究平衡状态下大洋环流的结构。模式由月平均气候态强迫场驱动,包括192×189个水平网格和压力坐标下的31个垂直层次。着重研究达到平衡状态后,各洋际通道处的质量、热量输运和补偿及其在全球大洋环流中的作用。根据动能演变特征表明,积分过程分为3个阶段:风海流的成长及准稳定状态;热盐环流的成长过程以及热盐环流的稳定状态;由静止状态冷启动达到热盐环流的稳定状态,积分过程必须在千年以上。模式结果再现了从白令海峡到格陵兰海的北冰洋贯穿流和印度尼西亚贯穿流,并用已有观测资料对它们进行对比。分析表明,海面的倾斜结构是形成太平洋-北冰洋-大西洋贯穿流和印尼贯穿流的主要动力机制。分析指出,尽管在北大西洋存在1.4×106 m3/s的南向体积输运,但其热量输运却是北向的并达到1015 W量级,其原因是北向的上层海流温度远高于北大西洋深层水向南的回流。文章分析了经向体积和热量输运对北大西洋深层水补偿来源及大西洋经向翻转环流的贡献。模拟所得洋际交换的量值可以由经向补偿予以合理解释,并得到以往实测与数模结果的支持。洋际通道处的体积和热量交换突出体现了其在大洋传送带系统中的枢纽作用。     

保护还是搁置主权？——浅析美加两国西北航道核心问题

长期以来，困扰美国和加拿大两国北极关系的核心问题是西北航道是否属于国际海峡。什么样的海峡是国际海峡？根据国际法庭判决，国际海峡必须满足两个条件：地理标准和使用功能标准。地理标准在国际上没有多少争执的声音，北极群岛是连接大西洋和太平洋之间的通道也成为世界共识，存在重大分歧均是功能标准。     

北冰洋水体对格陵兰海混合增密对流的可能影响分析

格陵兰海内发生的等密度混合后产生的增密对流是重要的对流现象之一。北冰洋正在发生快速变化,其内水团变性以及环流系统的改变都将使格陵兰海等密度混合对流发生明显变化,继而对全球气候变化产生影响。以往关于等密度混合对流的研究很少,大都集中在对流发生海域。由于等密度混合的主体是大西洋回流水与北冰洋流出水体,本文目的是探讨北极内部不同海域的水体会对混合增密对流造成的可能影响。文中定义了有效对流速度,强调水平温度梯度和垂向层化强度是影响有效对流速度的决定性因素;水平温度差越大,垂向层化越弱,产生的对流越强。发生在东格陵兰极锋处的有效对流都是大西洋的水体,一部分是在格陵兰海回流的大西洋回流水;一部分是在北冰洋潜沉并回流的北极大西洋水,该水体在北冰洋循环的时间越长,温度差越大,产生的有效对流越强。而横越北冰洋的太平洋水因密度过低而不能参与等密度混合对流,加拿大海盆主盐跃层之上的水体也都不能参与对流。北冰洋几个海盆深层水的温度差异明显,有可能与格陵兰海深层水形成有效对流;但是,由于深层水流速低、湍流混合弱、水平温度梯度小,是否可以产生有效对流尚不清楚。     

中国近海的浮游軟体动物 Ⅱ.黃海和东海浮游软体动物生态的研究

在浮游动物生态的研究中,软体动物的研究较其他类群为少。以往的报告,多偏重于地理分布的论述,也有少数涉及垂直分布、相对数量和生物学的研究,此外也有人以浮游软体动物作为水团或海流的指示生物。总的说来,浮游软体动物的生态学研究还不多,而且专论浮游软体动物生态的论文,几乎都取材于北大西洋两岸海域,而有关西太平洋方面的研究成果,迄今尚未见到过。黄海与东海是受大陆气候与陆地水文影响较大的浅海,因此环境条件的变化极为复     

大西洋和太平洋海水在北冰洋表层的分布：循环的意义

大西洋和太平洋海水在北冰洋表层的分布：循环的意义Ｅ．ＰｅｔｅｒＪｏｎｅｓ等北冰洋、Ｎｏｒｄｉｃ海和拉布拉多海的淡水平衡对北半球深水生产力是至关重要的。北冰洋表层水和冰通过弗拉母海峡排出,它们有助于测定格陵兰和冰岛海域的对流区域的表层情况,表层水也通过...