黄河GPS站噪声模型初探及稳定性分析

北极黄河科学考察站的GPS站位于挪威斯瓦尔巴群岛,该站对于我国在北极测绘领域的研究具有重要作用。由于极区条件的限制,该站建立在冻土之上,因此需要对其稳定性进行深入研究。本文在利用GAMIT/GLOBK软件处理黄河站及周边IGS站观测数据的基础上,估计了不同噪声模型下的噪声量级、站坐标序列参数和不确定度,分析了黄河GPS观测站与IGS站运动趋势之间的关联性。结果表明,黄河站及周边GPS时间序列不仅存在白噪声,还存在较大量级的闪烁噪声,个别站的一些分量还存在随机游走噪声,仅考虑白噪声会低估总噪声和参数不确定度;黄河GPS站与邻近的NYAL站相比,两者的水平和垂直运动趋势完全一致,仅在垂直方向上有2.15 mm·a~(–1)的差异。     

利用GPS技术遥感北极黄河站可降水量的研究

利用地基GPS的手段对北极黄河站可降水量进行了研究,分析了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,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了比较,得到两者差值的标准差优于2 mm。     

北极考察与GPS定位研究初探

本文叙述了作者 1 996年参加“北极追踪”科学考察队进行首次北极测绘科学考察期间 ,使用 GPS全球定位观测系统 ,沿雷索柳特 ( Resolute)—夸那 ( Qaanaaq)—卡波郁科 ( Kap Yok)—尤里科 ( Eureke)—北极点 ( North Pole)—尤里科—雷索柳特的考察路线 ,进行了冰海考察路线导航、寻找北极点、夸那及雷索柳特定点观测。事后采用高精度 GPS数据处理科研软件 GAMIT对采集得到的数据进行了处理、分析 ,得到了观测点的地心及大地坐标和各点到北京的空间基线长。结果表明 ,利用 GPS定位系统在北极地区进行大规模范围内、高精度监测地壳运动和环境动态变化是完全可行的。     

中国极区高空大气物理学观测研究进展

中国南极长城站、中山站、昆仑站和北极黄河站有着独特的地理位置,非常适合于开展极区高空大气物理学的观测研究.回顾中国极地考察研究近30年历程,综述极区高空大气物理学研究方面取得的主要进展,他们是:在南极中山站和北极黄河站建立了国际先进的极区高空大气物理共轭观测系统,实现了极区空间环境的连续监测;在极区电离层、极光和粒子沉...     

北极黄河站植物根际土壤放线菌分离培养及其鉴定

通过稀释涂布平板法,对北极黄河站(挪威新奥尔松地区)7种常见植物根际土壤样品进行放线菌的分离培养。经扩增性rDNA限制性酶切片段分析(ARDRA)及16S rDNA序列分析确定放线菌53株,分别属于8个属,除了优势菌链霉菌属(Streptomyces)和节杆菌属(Arthrobacter)外,还发现了红球菌(Rhodococcus)、糖丝菌(Saccharothrix)、拉塞氏杆菌(Rathayibacter)、微球菌(Micrococcus)、诺卡氏菌(Nocardia)、克里贝拉(Kribbella)等6种稀有菌属。     

基于GPS的北极冰川表面地形测量与制图

自2005年以来,我国科考队员利用双频GPS在北极黄河站附近的Austre Lovénbreen 和 Pedersenbreen两条冰川上每年一次开展高精度的冰川运动观测,获取了冰川表面监测标杆的精确位置和运动速度。2009年4月,我国考察队员在这两条冰川上开展了密集的GPS点位数据采集,藉此开展北极两条冰川的冰面地形测量。在分析单频GPS动态单点定位数据用于冰面地形测量的可行性基础上,经过平差计算获得了两条冰川的冰面地形数据,进而生成冰面DEM和等高线,制作冰面地形图。经与高精度控制点比较,冰面DEM高程的误差为0.78m,在冰川季节性高程波动和年消融的变化范围之内。由于SMART-V1型GPS设备是当前冰川研究工作中应用较多的pulseEKKO型探地雷达配套的一个重要部件,本文的结论对于同类仪器开展冰川测量工作具有参考价值,对基于高密度的GPS动态单点定位测量方法用于冰面地形测量的数据处理具有指导意义。     

北极新奥尔松Austre Lovénbreen冰川退缩迹地不同演替阶段的植物组成与植被群落特征分析

为开展新奥尔松地区苔原植物生长和植被演替对冰川退缩响应的研究,在Austre Lovénbreen冰川(简称A冰川)前沿不同年代冰缘线附近布设了植被样方,调查了样方内植物组成与群落结构。结果表明:(1)A冰川1990年冰缘线代表植被演替的初始阶段,样方内仅出现先锋植物挪威虎耳草(Saxifraga oppositifolia);(2)1936年冰缘线代表冰川退缩长达75年后植被发育的情况,样方内植物种类和个体数明显增多,植被群落以木本植物极柳(Salix polaris)和草本植物黄葶苈(Draba bellii)为主,地衣以寒生肉疣衣(Ochrolechia frigida)和鸡皮衣(Pertusaria sp.)等壳状地衣为主;(3)随着冰川迹地形成时间更长,植被趋向成熟阶段发展,样方内极柳占绝对优势,地衣的物种多样性和盖度显著增加,出现雪黄岛衣(Flavocetraria nivalis)和刺岛衣(Cetraria aculeata)等叶状地衣。初步结果表明冰川退缩迹地上的物种更替明显,群落结构发生着显著变化。     

北极黄河站站区虚拟现实建设的方法与实践

中国在北极第一个科学考察站--黄河站的建成,将极大地提高中国极地科考能力。鉴于人们对北极了解得还不多,建立一个虚拟的北极黄河站,使我们足不出户就可以进入虚拟的黄河站进行漫游。本文介绍了虚拟现实建设的几种方法,选择其中一条技术路线并完成北极黄河站站区虚拟现实建设。     

气候变化背景下北极海冰对我国冬季气温的影响研究

利用1961—2015年中国冬季气温资料、中国气象局逐月北极海冰密集度指数资料和美国国家海洋和大气管理局(NCEP/NCAR)环流资料,采用滑动相关、时滞相关及偏相关等分析方法,探讨了秋季北极海冰对中国冬季气温的影响。结果表明,秋季北极海冰改变了后期冬季西西伯利亚高压和华北高压强弱,导致我国西北地区和长江与黄河之间地区冬季气温异常。进一步分析发现,西北地区冬季气温的异常主要是受西西伯利亚高压影响,而长江与黄河之间冬季气温的异常主要是受华北高压影响。而秋季北极海冰通过改变后期冬季欧亚中高纬度环流,进一步影响高原地区冬季气温。     

北极新奥尔松(Ny-lesund)地区环境中有机碳组成来源的初步分析

对2010年8月从北极新奥尔松地区(Ny-lesund)中国黄河站附近所采集的土壤、沉积物和苔藓进行整体指标[OC%,TN%,δ13C(‰)]和木质素(lignin-derived phenols)分析;并对土壤和沉积物进行粒度分析。结果显示OC%与TN%具有相同的来源;但是粒度并不是控制有机物分布的主要因素。数据显示当地木质素主要来自当地的维管植物和苔藓,但是可能会受到当地动物或者微生物的影响。木质素的降解参数(Ad/Al)v值的大小顺序为沉积物土壤苔藓,可能是由于苔藓的表面吸附了细颗粒的煤炭,但是缺少14C数据,无法定量计算煤炭对环境中有机碳的贡献;另外一个降解参数肉桂基酚类两种单体(CAD/FAD)比值由苔藓、土壤、沉积物依次降低,反映出成岩作用增强,木质素降解程度增加。综合OC%、TN%、δ13C(‰)和木质素数据,中国北极黄河站周围环境中的有机碳来源主要为当地的苔藓和维管植物,也有可能吸附了一些煤颗粒,但是由于技术手段的限制,煤炭的贡献在当前的数据解析下无法定量评估。     

北极苔原Ny-?lesund地区短期气候特征

利用我国北极黄河站所在地,德国Koldwey站1994-2003年的逐时常规气象资料,对北极苔原Ny lesund地区短期气候特征进行了初步分析。结果表明,由于受北大西洋暖流的影响,该地是北极同纬度温度最高的地区。岛上气候温暖湿润,即使在隆冬季节,日平均气温都可以升至0℃以上。全年平均风力较小,以东南(SE)风居多。该地区平均增温速度为0. 68℃/10a,是北极增温较快的地区之一。与同期我国北冰洋浮冰区考察数据相比较,Ny lesund气候更温暖湿润,风速要小得多。在Ny lesund地区,美国国家环境预测中心/美国国家大气研究中心(NCEP/NCAR)的近地面气温的再分析结果,与Koldwey站实测常规地面资料相比,在冬季基本一致,而在夏季则差异较大。     

Short-term Climate Characteristics at Ny-lesund over the Arctic Tundra Area

<正> Based on the Germany Koldwey Station's 1994-2003 conventional ob-servation hourly data,this paper conducts a statistical analysis on the short-termclimate characteristics for an arctic tundra region(Ny-lesund island)where ourfirst arctic expedition station(Huanghe Station)was located.Affected by theNorth Atlantic warming current,this area has a humid temperate climate,andthe air temperature at Ny-lesund rose above 0℃ even during deep winter sea-son during our research period.The wind speed in this area was low and appearedmost at southeast direction.We find that the temperature at Ny-lesund rose inthe faster rate(0.68℃/10 a)than those at the whole Arctic area.Comparedwith the floating ices where our expedition conducted in the Arctic,Ny-lesundwas warmer and more humid and had lower wind speed.Comparison of the nearsurface air temperature derived by NCEP/NCAR reanalysis to the conventionalmeasurements conducted at the Koldwey site in Ny-lesund area shows a good a-greement for winter season and a significant difference for summer season.     

中国主要河流控制站氮、磷含量变化规律初探

根据黄河洛口站,长江武汉站和珠江高要站１９８０到１９８９年的水文,水化学资料,分别计算中国３条主要河流下游控制站８０年代营养元素氮,磷平均含量,比较氮,磷含量的季节变化规律,并探讨影响它们含量变化的主要因素。     

南极内陆考察沿线GPS高精度定位点测量结果分析

中山站至 Dome- A考察是中国承担的“国际横穿南极科学考察”( ITASE)计划的一部分。考察沿线布设有 GPS高精度定位点 ,通过两期观测数据的计算可知 ,考察沿线的冰川整体上以8- 2 4 m/a的速度向西北方向 (兰伯特冰川盆地方向 )流动 ,而且 ,越接近冰盖边缘 ,运动速度越快 ,最快达到 1 0 0 m/a。同时 ,由于冰川的流动 ,引起了 GPS点垂直方向 0 .2 - 1 m的沉降量     

东南印度洋海洋锋面处低空大气的垂向分布结构

本文利用中国第25次南极科学考察期间获取的现场观测数据研究了东南印度洋（弗里曼特尔至中山站间）海洋锋面附近的低空大气风场以及温度场垂向分布特征。结果表明：弗里曼特尔港至中山站之间的亚南极锋锋面暖水侧与冷水侧风速垂向分布结构不同,锋面暖水侧风速垂向梯度小,风速梯度最大值出现在500m高度附近,而锋面冷水侧低空风速梯度最大值出现在150m高度附近,揭示了中纬度海气相互作用机制在东南印度洋海洋锋面附近起重要作用。同时,本文还发现了亚南极锋锋面上空存在支一强的低空纬向急流,急流中心位于300m高度处;极锋上空低空风速强而高空风速弱。     

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。     

鄂尔多斯高原周缘黄河阶地的形成与青藏高原隆升

构造运动和和气候变化是河流阶地形成的两个重要因素。学术界对于构造运动与气候变化中哪个因素是河流阶地形成的控制因素尚未形成一致观点。本文选择位于鄂尔多斯高原周缘的河流阶地,综述了前人在兰州段、中卫段和晋陕峡谷段3个河段的黄河阶地上的研究成果,结合2万年以来的古洪水记录与古地震活动等证据,对比了河流阶地形成、气候变化以及青藏高原的幕式隆升的时间。对比结果显示,鄂尔多斯高原周缘多级河流阶地的形成时间与青藏高原阶段性隆升的时间比较一致,而与气候冰期—间冰期变化之间没有明显规律,这一结果支持构造运动是鄂尔多斯高原周缘的河流阶地形成的控制因素。     

北极黄河站上空低热层中性风场对行星际激波的响应

行星际激波作为日地空间环境中传输能量的重要载体,与热层的相互作用可以对热层的空间环境产生剧烈影响,借助FPI设备观测的低热层中性风场行为可以对这一问题进行更加深入的研究。在行星际激波和地球磁层相互作用时期,通过全天空法布里-珀罗干涉仪(all-sky FPI)的观测数据对北极黄河站(78.92°N,11.93°E)上空低热层风场行为展开了研究,对2011年11月26、28日以及2011年12月1日OI557.7nm辐射高度(约为97km)的观测数据进行了处理,此外也将观测期间的中性大气水平风场与水平风模型2007(HWM07)进行了对比。行星际扰动数据和同时期水平风场数据的对比分析表明,ACE卫星监测到行星际激波半小时内水平风场在幅值和方向上均可以产生剧烈变化,产生变化的原因可能与焦耳加热有关。对2011年11月28日OI557.7nm辐射高度的视线风场(方向为FPI设备朝向热层大气被观测处)进行分析,结果表明在行星际扰动期间,OI557.7nm辐射高度上的风场行为变化可能也同时来自于离子拖曳的作用。     

龙羊峡水库年入库径流的Markov预测模型

Markov预测技术是应用Markov链的相关预测的基本原理与方法来研究分析时间序列的变化规律,并预测其未来变化趋势的一种预报方法,适用于随机波动较大的预报问题。根据Markov链原理,提出了一个用于龙羊峡水库年平均入库径流预报的离散随机过程模型。实测资料的验证结果表明,这种模型计算精度较高,具有良好应用价值。     

黄河三角洲潮滩潮沟近期变化遥感监测

作者选用1986年和2001年两个时相的Landsat TM/ETM+影像,结合遥感、地理信息系统 (GIS) 和分形理论研究了黄河三角洲典型河口岸段潮滩潮沟的发育演变。结果表明：近15年来,挑河口~106站和现行水河口(1976~1996年黄河入海口,下同)~甜水沟岸段分维值D增大,呈顺向演替;其余岸段分维值均减小,表现为逆向演替。人工围垦挤占了大面积潮滩,人工岸线不断向海扩展,其最大推进速率达0.8 km/yr;同时,潮沟长度缩短,最严重的岸段每年减少14.9 km。通过分析表明,人类活动已成为影响三角洲潮滩发育的重要因子,其导致整个三角洲的潮滩体系严重退化,自然形成的潮沟时空谱系不复存在;另外,发育时间长短、入海泥沙、海浪和潮流对潮滩发育演变亦非常重要。目前,黄河三角洲潮滩可分为河口滩、潮控滩、浪控滩和人控滩4大类型。