我国极地航运能力建设和高冰级船队发展对策分析

我国在南极和北极的活动日益增多,参与南北极事务和争取极地资源的利用已经成为国家未来向外扩展的重要举措之一。随着气候变暖,极地冰融速度加快,尤其是北极航运窗口期越来越长,两极资源利用和科考活动的需求量越来越大。而目前我国用于航行两极,尤其是北极的高冰级商业化船队十分缺乏,航运的陆基支持保障能力缺少,这将严重影响我国极地事业和商业航运运营的发展。本文通过对不同冰级船舶的保有量、建造技术能力、船舶运营和极地港口设施等各环节的分析,得出我国缺乏带较高等级冰级符号且可抗浮冰厚度1m及以上的极地航行船舶、相应极地航运能力不足的结论,并提出了我国建设极地航运能力的对策建议,为我国建设一支能在极地航行且带较高等级冰级符号船舶的船队、破冰船队以及建设极地陆基航运支持保障能力等提供决策参考。     

北极科学考察计划简介

北极是全球变化最敏感的地区之一。由于全球变暖,北冰洋在最近几十年发生了明显的异常变化,对全球和我国气候都产生了重要影响。深入、持续地研究北极的海洋与海冰过程,探讨海洋与海冰变异对全球以及我国气候的影响成为当务之急。2007—2008国际极地年期间,在北冰洋中心区以及北极太平洋和大西洋扇区等关键海区,依托“雪龙”号破冰考察船,组织2008和2009年两个夏季航次的多国联合考察,参加其他国家的航次考察,系统观测海洋、海冰和大气变化,研究北极海洋和海冰快速变化对我国及全球气候系统的影响。1目的意义我国是北半球国家,处于中纬度地…     

2010年夏季北极海冰数值预报试验

为保障我国第四次北极科学考察的顺利开展,于2010年6～8月开展了北极海冰预报预测服务。预报试验基于MITgcm （麻省理工学院通用环流模式）,以NCEP GFS（美国国家环境预测中心全球预报系统）资料为大气强迫,初始化分别使用美国冰雪中心SSM/I（专用微波成像仪）或德国不莱梅大学AMSR-E（地球观测系统先进微波扫描辐射计）北极海冰密集度卫星资料。对2010年6～8月预报结果的初步评估表明,预报结果同卫星观测资料比较一致。在发生快速海冰变化的太平洋扇区,预报结果优于惯性预报,表明模式具有较好的局地海冰数值预报能力。     

北极海冰消融情景下环北极国家利益争端的动态博弈建模技术

以气温升高为主要特征的全球气候变化,致使北极海冰持续融化,北极地区丰富的资源、便捷的航行通道、重要的战略地位以及军事价值逐渐凸显出来。北冰洋沿岸的美国、俄罗斯、加拿大、丹麦和挪威等国家纷纷加入到北极利益争夺的行列中。为模拟和评估环北极国家在利益追逐中的合作与冲突行为的演化,基于博弈论思想,构建了环北极五国博弈的动态争端模型,提出了物质收益、惩罚损失和名誉收益等三个机制,综合考虑了气候变化、物质收益、国家关系与国家威望、国际法律法规等因素对环北极五国行为的综合影响。针对当前环北极各国在北极问题上的合作与争端开展了动态博弈建模,并对北极海冰完全消融情景时环北极各国在多种不同合作模式下的争端情况进行了模拟预估与实验仿真。     

加拿大北极群岛区域西北航道海冰冰情长期时空变化特征研究

加拿大北极群岛西北航道区域海冰冰情对西北航道的开通及航行安全有着显著的影响.本研究将西北航道分为南部、北部以及交汇区3个区域,利用美国国家冰雪中心Bootstrap海冰密集度数据和CryoSat-2、CS2SMOS观测以及高分辨率北极海洋-海冰耦合模型(AO-FVCOM)的海冰厚度数据对1978年11月—2017年12...     

极地海冰浮标的现状与应用综述

海冰是气候系统的一个重要组成要素,原位观测是获取海冰特征参数以及开展海冰变化研究的重要手段.本文主要对以海冰为目标和平台的极地浮标的发展与应用进行综合阐述,简述了国际北极浮标计划和国际南极浮标计划的发展情况,以七种常用的浮标对极区海冰、大气和上层海洋等物理参数的监测为例归纳总结了海冰浮标的系统特性和技术特点,最后结合近年海冰浮标的应用情况,从技术发展和研究目标等方面讨论了极地海冰浮标未来发展的方向与趋势.     

极地海冰浮标的现状与应用综述

海冰是气候系统的一个重要组成要素,原位观测是获取海冰特征参数以及开展海冰变化研究的重要手段.本文主要对以海冰为目标和平台的极地浮标的发展与应用进行综合阐述,简述了国际北极浮标计划和国际南极浮标计划的发展情况,以七种常用的浮标对极区海冰、大气和上层海洋等物理参数的监测为例归纳总结了海冰浮标的系统特性和技术特点,最后结合近...     

"雪龙2"号交付执行极地考察任务

<正>"雪龙2"号极地科考破冰船(以下简称"雪龙2"号)是由国家发改委专项经费支持、有望实质性提升我国极地海洋科考能力与水平的极地重大能力建设工程,由自然资源部所属中国极地研究中心组织实施,按"国内外联合设计,国内建造"模式,由芬兰阿克北极有限公司承担基本设计,中国船舶工业集团公司第七〇八研究所开展详细设计,江南造船(集团)有限责任公司负责建造。"雪龙2"号完成建     

北极科学考察法律制度探析

北极在气候、资源、航道、科考等诸多领域对我国有着重要的现实和潜在价值,科考活动在资源争夺上的工具价值更是独一无二,同时,科考作为低敏感领域的活动也最容易开展合作。《联合国海洋法公约》和《斯匹次卑尔根群岛条约》是目前北极科考活动主要的法律规范。作为发展中大国,中国既有对北极科考的法律依据又有雄厚的科研实力。北极科考活动的拓展关涉中国在北极航道、渔业、投资等领域重要的国家利益,也有利于我国未来在北极事务中占有一席之地。因此,我国应进一步加大北极科考活动力度,参与北极科考活动法律规范的制定,进而提升我国在北极事务中的参与权和发言权。     

“雪龙2”号科考作业协同管理平台设计与实现

"科考作业协同管理平台"以国家极地战略需求为导向,以"雪龙2"号极地科考破冰船为对象,按照科考破冰船的航行与科考作业要求,针对"科考协同作业"问题进行协同创新与应用研究,切实提高我国极地科考能力水平。通过分析科考航次计划执行与管理活动,提炼核心管理要素和业务流程,在充分调查与梳理中国极地研究中心"业务化调查"历史文件的基础上,采用统一建模语言UML(Unified Modeling Language)[1],总结和分析极地科考业务,提出解决科考业务核心需求"协同作业"的业务架构设计,并在此基础上提出管理平台的技术架构,最终为实现极地科考破冰船科考任务的全过程管理奠定良好的基础。     

北极海域渔业资源开发现状及对策

随着全球变暖,北极海冰覆盖面积逐年减少。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。     

基于新闻大数据的北极地区地缘关系研究

随着全球气候变暖,北极地区海冰大面积消融,引发了严重环境问题,同时使得北极航道成为可能,北极地区的战略地位显著提升。作为近北极国家,北极地区国际关系变化对中国的北极政策有直接影响。全面实时地分析北极地区地缘关系及其变化特征,对中国制定北极地区的政治、经济、外交政策具有重要指导作用。海量全球实时开放数据库的出现以及大数据技术的发展,如GDELT新闻事件数据库提供了覆盖全世界的源于各国主要媒体服务平台的新闻数据,为地缘关系实时监控及分析提供了可能性。本文利用GDELT数据库,引入labeled- LDA主题分析的理论与方法,挖掘了2013—2019年北极圈内8个国家和地区社会发展关键要素,构建了国家（地区）交互网络,发现了北极地区国家（地区）之间关系的演变格局。主要结论为：① 北极地区热点新闻主题聚焦于气候变化/冰盖融化,冰盖融化是北极地缘关系变化的主要驱动因子;② 冰盖融化新闻热度与海冰监测数据变化存在极强的相关性;③ 随着冰盖融化,北极地区的社会经济军事活动激增,其主导权的争夺日趋激烈,总体呈现出俄罗斯、加拿大主导的格局。     

The role of declining Arctic sea ice in recent decreasing terrestrial Arctic snow depths

The dramatic decline in Arctic sea ice cover is anticipated to influence atmospheric temperatures and circulation patterns. These changes will affect the terrestrial climate beyond the boundary of the Arctic, consequently modulating terrestrial snow cover. Therefore, an improved understanding of the relationship between Arctic sea ice and snow depth over the terrestrial Arctic is warranted. We examined responses of snow depth to the declining Arctic sea ice extent in September, during the period of 1979–2006. The major reason for a focus on snow depth, rather than snow cover, is because its variability has a climatic memory that impacts hydrothermal processes during the following summer season. Analyses of combined data sets of satellite measurements of sea ice extent and snow depth, simulated by a land surface model (CHANGE), suggested that an anomalously larger snow depth over northeastern Siberia during autumn and winter was significantly correlated to the declining September Arctic sea ice extent, which has resulted in cooling temperatures, along with an increase in precipitation. Meanwhile, the reduction of Arctic sea ice has amplified warming temperatures in North America, which has readily offset the input of precipitation to snow cover, consequently further decreasing snow depth. However, a part of the Canadian Arctic recorded an increase in snow depth driven locally by the diminishing September Arctic sea ice extent. Decreasing snow depth at the hemispheric scale, outside the northernmost regions (i.e., northeastern Siberia and Canadian Arctic), indicated that Arctic amplification related to the diminishing Arctic sea ice has already impacted the terrestrial Arctic snow depth. The strong reduction in Arctic sea ice anticipated in the future also suggests a potential long-range impact on Arctic snow cover. Moreover, the snow depth during the early snow season tends to contribute to the warming of soil temperatures in the following summer, at least in the northernmost regions.     

冰冻天气和电线覆冰预报预估业务系统设计与实现

系统以T639数值预报产品为基础,结合考虑地形改进的要素CRESSMAN插值技术、云南冰冻天气判识条件研究成果和结合滇东北电线覆冰考察修正覆冰估算模型,利用C#和Visual Fortran高级开发程序语言,建立了云南冰冻天气和电线覆冰预报预估业务系统。实现了在国内率先提出了电线覆冰消融处理方案并进行了相关研究。系统设计实现上使用了图像处理,数据库操作,多线程,递归算法等编程技术,使用递归算法查找历史数据来替代缺测数据,保证预报服务的完整性,实际使用结果证明这种替代是简单可行的。覆冰消融的处理相关参数还需要实际数据的验证来进行调整。     

北极航道相关海域科学考察研究进展

我国从1999年开始已实施了四次北极科学考察,对白令海、楚科奇海、波弗特海、加拿大海盆和马卡若夫海盆进行了广泛的考察。全球变化导致的北冰洋夏季海冰覆盖面积不断减少,导致冰期以来北极东北航道和西北航道的首次同时开通。北极航道集中在陆架海域,不仅是海冰变化最为显著的海域,同时也是陆地－北冰洋相互作用最为显著的区域,对北冰洋区域气候、生态系统和生物多样性、以及经济和当地土著居民生活等具有重大影响。本文对北极航道关键海域近年来国际相关科学考察进行了总结,对科学考察背后的各国北极策略进行分析,并从科学需求的角度对我国在今后北极科学考察中针对北极航道相关海域应开展的科学考察与研究提出了相关建议。     

中国2003年北极海冰调查及未来北极海冰研究战略

以建立气候模式中的海冰模式为主线 ,首先回顾了国际上海冰模式发展现状和趋势 ,从现有模式机理上存在的问题说明认识海冰各物理过程的现场和实验室调查研究的关键科学问题。之后介绍了中国第二次北极科学考察中的海冰调查内容。最后结合国内调查研究能力和国际上海冰科学发展走向 ,根据国内外资料和极地海冰的客观现象 ,提出 6项战略 ,希望作为以后中国北极海冰理论和模式为背景的现场和实验室研究的方向。     

基于CryoSat-2测高数据的北极格陵兰海海冰干舷高提取研究

北极是全球气候和环境变化的驱动器之一,获取北极海冰的时空特征和变化规律对研究北极以及全球气候变化意义重大。格陵兰海是北极海冰剧烈变化的区域之一,采用CryoSat-2的雷达测高数据,获取了格陵兰海的海冰干舷高分布,并利用波弗特环流计划(BGEP)仰视声呐(ULS)数据进行了验证。研究结果表明,格陵兰海海冰干舷高和分布范围存在明显的季节性变化特征,具体体现在格陵兰海海冰从10月份进入冻结期开始,海冰分布范围不断扩张,海冰干舷高也逐渐增大,2月份平均干舷高达到最大(0.2 m),之后格陵兰海海冰开始消融,覆盖范围不断内缩,9月海冰干舷高降至最小(0.13 m)。