南极昭和站大气中CO_2浓度变化

本文作者于1987～1988年由国家南极考察委员会派遣随JARE29赴日本南极昭和站、瑞穗站和阿斯加等站进行考察,根据日本同行提供的1984～1988年昭和站大气中二氧化碳浓度连续变化资料以及相应年份该站年平均气温资料进行研究,结果表明:从1984年到1988年该站大气中二氧化碳浓度变化趋势与该站年平均气温变化趋势是相当一致的,二者呈明显正相关。此外,还给出该地区从1984年到1988年大气中二氧化碳浓度变化的年增长率,其值分别为1.21ppmV/年(1984～1985年)、1.35ppmV/年(1985～1986年)、1.68ppmV/年(1986～1987年)和1.99ppmV/年(1987～1988年)。     

近百年来中国冰川变化及其对气候变化的敏感性研究进展

冰川变化是气候变化的产物,也是气候变化的指示器.在全球变暖的背景下,近百年来我国冰川消融强烈,以退缩为主.本文对近百年来我国冰川末端退缩、物质平衡变化和冰川面积变化方面的研究成果进行了综合分析.从时间和空间两方面探讨了我国冰川变化对气候变化响应的敏感性.结果表明,我国冰川末端变化对气候变化的响应在时间上要滞后10～20年,冰川末端退缩、物质平衡变化和面积变化的幅度在青藏高原边缘和周边地区要大于高原内部,对气候变化响应的敏感性也由内部向边缘增强.最后指出了我国冰川变化研究中存在的主要问题及今后发展趋势.     

准噶尔盆地积雪储量的遥感反演及变化特征分析

利用被动微波遥感SSM/I亮温数据反演的积雪深度,采用积雪密度经验算法,计算了准噶尔盆地1987-2008年逐日雪储量及其分布状况。结果表明:(1)准噶尔盆地年最大雪储量22 a平均为4.53×109m3,最大年份为1994/1995年冬季,雪储量达7.13×109m3,最小年份为1995/1996年冬季,雪储量为2.74×109m3。(2)准噶尔盆地冬季雪储量空间分布不均匀,雪储量较大的区域分布在阿尔泰山南麓和天山北麓,且由盆地边缘向中心逐渐减少,两个明显的低值区分别位于盆地西部克拉玛依地区附近和盆地东部北沙窝附近。(3)季节内变化特征表现为:11月上旬至2月中旬为雪储量缓慢累积的过程,3月上旬雪储量达到峰值,持续时间很短(约15 d),3月中旬至4月下旬雪储量迅速消退,季节内变化主要受降雪和气温年内分配的影响。(4)1987-2008年准噶尔盆地雪储量的年际变化较大,65%的区域呈现线性增加趋势,但不显著。(5)冬季降水量和气温是影响雪储量变化的主要因素,雪储量与冬季降水量呈显著正相关,与气温呈显著负相关关系。     

东南极中山站–Dome A断面雪坑主要化学离子的时空变化研究

中国第35次南极考察队内陆考察期间在东南极中山站–Dome A断面沿线采集了4个雪坑,利用火山标志层确定了Dome A地区雪坑年层序列(1962—2018年)。雪坑离子浓度时空的分析表明,沿海地区Cl~–和Na~+浓度受海洋来源影响相对较高,Cl~–/Na~+比值从沿海到内陆逐渐增加,表明Cl~–除海盐源外存在其他来源或受到挥发性HCl沉积的影响。内陆地区雪坑SO_4~(2–)平均浓度较高,可能与该地区雪低积累率和中低纬度SO_4~(2–)远距离输入有关。海拔2000m以上雪坑中非海盐硫酸根(nssSO_4~(2–))占总SO_4~(2–)的比重大于90%,表明nssSO_4~(2–)的远距离输入是南极高海拔地区SO_4~(2–)离子的主要来源。积累率、下降风和沉积后作用等造成NO_3~-浓度变化复杂,显示出较大的空间异质性。离海岸距离800 km处雪坑的NO_3~-浓度较高,推测是受该地区地貌、太阳辐射冰壳和沉积后作用等因素所致。沿海地区和800km处雪坑海盐离子、NO_3~-和nssSO_4~(2–)浓度随时间变化呈现出不同的季节性特征,而离海岸距离520 km和内陆地区雪坑无明显季节变化趋势,认为是物质源区、下降风、沉积后过程和积累率等共同作用的结果。基于海冰形成的高盐度"霜花"和风吹雪,可能是沿海地区雪坑海盐离子浓度随时间增加的原因。     

南极洲伊利莎白公主地区气候特征分析

通过对1996/1997年中国首次南极内陆冰盖考察地区——南极洲伊利莎白公主地区近300 km断面上70余个雪坑的δ¹⁸O和积累率资料的分析,首次揭示了本地区气候变化特征。即无论是气温还是降水都从沿海向内陆递减,但两者的变化又有差异,具体表现在气温从沿海向内陆持续递减,降水先递增后递减,表现出很强的地段性。同时探讨了二者变化的影响因素和影响机制。     

基于多源遥感数据的玛纳斯河流域冰川物质平衡变化

冰川物质平衡变化是连接气候和水资源的重要纽带,对河川径流有重要的调节功能。本文采用MOD11C3和TRMM 3B43等多源遥感数据驱动度日模型,模拟了2000—2016年玛纳斯河（简称玛河）流域冰川物质平衡过程,并分析了冰川融水对径流的补给规律。结果表明： ① 通过构建气温及降水反演模型能有效校正气象遥感原数据的精度,且经降尺度后能较精细刻画冰川区气候变化特征。冰川区年均气温和降水量分别为-7.57 ℃和410.71 mm,海拔4200 m处为气候变化剧烈地带,气温直减率以其为界上下分别为-0.03 ℃/100 m和-0.57 ℃/100 m,降水梯度分别为-2.66 mm/100 m和4.8 mm/100 m,海拔大于4700 m后降水又以5.17 mm/100 m递增。② 研究期内流域冰川持续呈负平衡状态,累积物质平衡达-9811.19 mm w.e.,年均物质平衡介于-464.85~-632.19 mm w.e.之间。垂向物质平衡在消融区和积累区分别以244.83 mm w.e./100 m、18.77 mm w.e./100 m递增。2000—2002年、2008—2010年冰川消融减缓,2002—2008年、2010—2016年消融加剧,其中2005—2009年期间冰川亏损最为强烈。③ 年内河川径流对冰川物质平衡变化响应强烈,尤以7月、8月物质平衡亏损最为严重占全年总量的75.4%,使得同期河川径流量占全年径流总量的55.1%。年际冰川融水补给率波动于19%~31%之间,可能是不同年份降水和积雪融水补给率差异较大所致。玛河与天山北坡其他河流冰川融水贡献率非常接近,也进一步证实了本研究物质平衡估算结果的可靠性。本研究可为其他流域冰川物质平衡研究提供借鉴和参考。     

基于DEM数据的达日断裂构造地貌研究

本文基于90 m分辨率DEM,利用Arc GIS10.1软件对达日断裂地形起伏度、条带剖面、水系等方面进行提取分析,对其构造地貌特征进行研究。从最大高差-面积比法得到最佳分析窗口为43×43,其最大高差稳定的区域范围为14.98 km2。地形起伏度在15~870 m,地形起伏度大于270 m的区域占83.89%,其中起伏度大于575 m的区域占48.50%,其地形以山地地形为主。研究区的坡度在0°~50°,并且起伏度大的区域往往坡度也比较大,其受区域构造活动性影响比较大。研究区域内山体上部有多级夷平面发育,主要夷平面是4 400 m和4550 m左右,最高海拔约为4 720 m,最低海拔约为4 100 m。研究区内水系比较发育,研究区水系密度在0~0.81 km/km2,水系流向和水系密度大致NW向,与断裂走向大致相当,故研究区的水系受断裂活动构造的影响非常大。研究区的地貌特征受活动构造影响所控制,其造成地形起伏度较大,在达日断裂的影响下,断裂上下盘的地貌特征表现出明显的差异。     

近40年阿拉善高原大风天气时空分布特征

以l96l-2000年阿拉善高原10个气象站气象记录为主要数据源,运用气候统计学方法,对阿拉善高原40年大风天气的时空变化特征及其区域差异,结合地形地貌和大尺度天气系统变化,导致大风天气自然环境进行了分析。分析结果表明:大风天气高值区位于阿拉善高原的西部,从年内分布看,研究区年内大风天气集中于4~7月,占全年大风天气的54.3%,3月和8月次之,占全年的18.0%。从年际变化看,阿拉善大风天气年际变化的共同特点是:20世纪60年代大风天气是逐渐上升的,70年代或80年代达到峰值,90年代逐步下降,90年代为40年来的最小值。阿拉善高原大风天气受全球气候变化、大尺度天气系统及局地地形和下垫面性质的影响,沙尘天气多发期与反厄尔尼诺事件和干冷气候期相对应。     

中山站至内陆330公里冰川学剖面考察

１９９６～１９９７年南极夏季期间，中国组织实施了首次南极内陆冰盖冰川学考察，深入冰盖内陆３３０ｋｍ，作为中山站至南极内陆最高点ＤｏｍｅＡ大剖面研究计划的开始。计划将对冰盖物质平衡、２００年以来环境演化过程、冰雪／气交换过程等科学问题开展观测研究。本次考察进行了物质平衡、地貌、气象、雪坑地层观测，采集了表层、雪坑、冰雪芯样品。     

青藏高原近40年来气候变化特征及湖泊环境响应

以青藏高原52个气象台站1971-2008年的逐月气温、降水资料为基础,采用因子分析、气候趋势分析、气候突变分析等方法,对高原内部不同区域的气候变化特征进行研究,并讨论了高原湖泊环境对气候变化的响应。结果表明,近40 a来,青藏高原各区域年平均气温整体持续上升,柴达木地区增温尤为显著,年平均气温增长率达0.49℃/10a;1987年和1998年各区域气温普遍由低向高突变,1998年以来增温尤为显著。年可利用降水的变化特征存在区域差异,柴达木地区、藏北南羌塘高原东部地区整体增湿。除藏东地区,青藏高原其它地区气候条件于20世纪末21世纪初由暖干向暖湿转变,受其影响,以青海湖、鄂陵湖、冬给措纳、兹格塘错为代表的高原大型湖泊表现出水位上升、湖水离子浓度减小的特征,反映了气候暖湿条件下湖泊水量的增加。     

SURFACE MASS BALANCE AND ITS VARIATION ON THE MIZUHO PLATEAU, ANTARCTICA IN 1987-1988

From the surface mass accumulation data in year of 1987/88, the distribution and variation of annual mass balance on Mizuho Plateau are discussed. The authors also analyze the effects of shortterm climatic and topographical variations on the mass balance. It is found that there are some differences in spatial distribution and annual average state in the year of 1987/88 and other years. Ia the area at elevation lower than 550 m near the coast, the mass balance appears to be negative. The annual mass balance over 80 km distance from S_(16) to inland is 0.84m snow depth. A low mass balance zone from 80 km site to Mizuho Station, is considered to be only 0.14 m snow depth. It is found from the comparison of mass balances that the mass-balance level on the glaciers in West China is 9 times higher than that on Mizuho Plateau, where the massbalance level appears to be low accumulative and low expensive, but inverse in middle and low latitude regions, such as on glaciers in West China. The effects of short-term     

The Impact Of Extreme Summer Melt on Net Accumulation of an Avalanche Fed Glacier,as Determined by Ground‐Penetrating Radar

Glacier mass balance is more sensitive to warming than cooling, but feedbacks related to the exposure of previously buried firn and ice in very warm years is not generally considered in sensitivity studies. A ground‐penetrating radar survey in the accumulation area of Rolleston Glacier, New Zealand shows that five years of previous net accumulation was removed by melt from parts of the glacier above the long‐term equilibrium line altitude during a single negative mass balance year. Rolleston Glacier receives a large amount of accumulation from snow avalanches, which may temporarily buffer it from climate warming by providing additional mass that has accumulated at higher elevations, effectively increasing the elevation range of the glacier. However, glaciers reliant on avalanche input may have high sensitivity to climatic variations because the extra mass is concentrated on a small part of the glacier, and small variations in avalanche input could have a large impact on overall glacier accumulation. Further research is needed to better estimate the amount and spatial distribution of accumulation by avalanche in order to quantify the climate sensitivity of small avalanche‐fed glaciers.     

南极普里兹湾临近海域夏季纽鳃樽对浮游植物的摄食研究

于 1 998年 1 2月至 1 999年 1月南极夏季 ,对南大洋普里兹湾临近海域主要被囊类纽鳃樽的数量密度分布进行了现场调查 ,同时于 - 3站对纽鳃樽对浮游植物的摄食率利用肠道色索法和颗粒递减法进行了现场研究。调查结果表明 ,纽鳃樽主要分布于调查海区的浮冰区北部边缘及其以北的开阔水域。在密集区其数量密度高达 2 795ind..1 0 0 0 m- 3,浮冰区几乎没有发现。 - 3站现场摄食实验结果显示 ,纽鳃樽个体肠道色素含量变化范围为 0 .1 4～ 1 .2 7μg.ind.- 1,平均为0 .98μg.ind.- 1。肠道色素法测得的纽鳃樽对浮游植物的摄食率为 7.9μg.ind.- 1d- 1,滤水率为2 81 ind.- 1d- 1。颗粒递减法测得纽鳃樽滤水率为 1 5.3± 4.61 ind.- 1d- 1,比肠道色素法所得结果偏低。虽然由此推算纽鳃樽群体的日摄食量只占浮游植物现存量的 0 .8% ,但是对于初级生产力却有一定的摄食压力 ( 72 .2 % )。     

STRATIGRAPHY, DENSITY AND CRYSTAL STRUCTURE OF FIRN-ICE AT DE08-A VERY HIGH ACCUMULATION SITE ON LAW DOME, ANTARCTICA

An approximately 195 mm diameter firn/ice core, 234 m long, was thermally drilled in 1987 austral summer at DE08 (66°43′S, 113°12′E) on Law Dome, East Antarctica, where the accumulation rate is about 1200kg/(m~2. a); 10m ice temperature is about-18.8℃. Analysis was mainly made at the site immediately after drilling. The snow stratigraphy at DE08 is characterised by the lack of coarse-grained snow and other distinct visible feature normally corresponding to annual layers. There is a smooth transformation from fine-grained snow at shallow depth to ice at about 80-90m which is greater than that at most other polar locations due to its abnormally high accumulation rate. According to the marked change in the trend of density with depth and in the crystal properties four stages of the transformation of snow to ice and development of crystal structure can be distinguished; settling stage (0-10m); sintering stage (10-90m); rapid crystal growth stage (90-170m); and dynamic metamorphism stage (170-234m). The     

南极长城站积雪及其消融过程

南极长城站区稳定积雪期始于4月中至6月初,8月中至10月达最大深度。1988年沿海地带一般积雪深度为0.6～0.8m,低洼处及建筑物附近可达1.2～1.6m,甚至超过1.8m;潮汐带雪盖下部温度受海冰影响普遍偏低;11月底至来年1月初的消融过程中,积雪表层常常处于相变区,雪层底部温度比冰点低0.02℃,融水下渗形成雪盖下部潜流;积雪相态及其温度变化与大气-雪感热通量的变化过程相对应,大气-雪感热交换是积雪消融的重要因子之一。     

Annual Mass Balance of Blue Glacier, USA: 1955–97

Mass changes of Blue Glacier, USA are calculated from topographic maps made from vertical aerial photography in late summer of 1939, 1952, 1957, and 1987, along with laser altimetry flown in June 1996. Changes in elevation between maps were adjusted for seasonal variations in the snow cover, and to account for the ablation between the date of photography and 1 October. Topography obtained from the laser altimetry was adjusted for snow thickness and glacier motion to estimate topography of 1 October 1995. The mass of Blue Glacier has changed less than 7 m (water equivalent) during this 56 year period which is minor compared with other glaciers in the region and elsewhere in the world. Glacier-average annual mass balances, beginning in 1956, have been calculated either from stake measurements and probing of late-season snow, or from a regression analysis using late-season measurements of the equilibrium line altitude. A comparison with the changes derived from surface maps shows values obtained from field measurements are too positive by about 0.4 m a^?1 , indicating that considerable caution is needed when interpreting time series of mass balance. Two alternative time series of mass balance consistent with the long-term mass changes are created by making simple adjustments: (1) a single constant is subtracted from each value so that the series is consistent with the 1957–95 mass change; (2) one constant is subtracted from each value over 1957–87 and another is subtracted from each value over 1987-95 so that the series is consistent with both the 1957–87 and 1987–95 mass changes. The mass balance of Blue Glacier was generally positive until the mid-1970s and negative since. The fluctuations of mass balance closely resemble those of snowfall on the glacier as estimated from the joint distribution of temperature and precipitation. The climate in western Washington was cooler and wetter during the decade before the mid-1970s, but the trend since has been towards warmer and drier conditions.     

中国西北地区季节性积雪的性质与结构

中国内陆地区积雪分布十分广泛。根据西北地区大陆性气候条件下形成的“干寒型”积雪的特征 ,对中国天山和阿尔泰山山区的季节性积雪进行了观测与分析。结果表明 ,该区最大积雪深度达 15 2cm(1997) ,积雪层一般由新雪 (或表层凝结霜 )、细粒雪、中粒雪、粗粒雪、松散深霜、聚合深霜层和薄融冻冰层组成。与“湿暖型”积雪相比 ,“干寒型”积雪的性质具有密度小 (新雪的最小密度为 0 .0 4 g/cm3 )、含水率少 (隆冬期 <1% )、温度梯度大(最大可达 - 0 .5 2℃ /cm)、深霜发育层厚等特点 ,并且变质作用以热量交换和雪层压力变质作用为主。据中国科学院天山积雪与雪崩研究站 (43°2 0N ,84°2 9E ,海拔 1776m)的观测资料 ,中国内陆干旱区冬季积雪期雪面太阳辐射通量以负平衡为主 ,新雪雪面反射率达 96 % ,短波辐射在干寒型积雪中的穿透厚度达 2 8cm。春季积雪消融期 ,深霜层厚度可占整个积雪层厚度的 80 %。随着气温的升高 ,雪粒间的键链首先融化 ,使积雪变得松散 ,内聚力、抗压、抗拉和抗剪强度降低 ,积雪含水率也随之增大 ,整个积雪层趋于接近 0℃的等温现象 ,因此 ,春季天山、阿尔泰山等山地全层性湿雪崩频繁发生     

Snow Accumulation on a Small High‐Arctic Glacier Svenbreen: Variability and Topographic Controls

One of the main controls on the net mass change of land‐terminating Arctic glaciers is the magnitude and distribution of snow accumulation. In Dickson Land, region of Svalbard with the greatest distance to the sea, the issue has not been receiving much scientific attention for decades. In this paper, new snow accumulation data are presented from Svenbreen in Dickson Land from end‐of‐winter surveys. The measured winter balance was 0.42 ± 0.15 m w.e. in 2010, 0.50 ± 0.10 m w.e. in 2011 and 0.62 ± 0.10 cm w.e. in 2012. Snow depth and water equivalent have been analysed in the background of altitude, slope and aspect extracted from the digital elevation model of the glacier. On steep northern slopes (>15°) accumulation was the highest, whereas it was decreased on southern slopes with moderate inclination (9–12°). Elevation, which on many glaciers proved to be highly correlated with snow depth, explained only 17–34% of snow depth variability due to complex interplay between local climate and geometry of a small valley.     

南极沿海伯尔顿盐湖双刺镰状水蚤种群生态及其与盐湖环境的关系

对南极沿海伯尔顿盐湖浮游桡足类双刺镰状水蚤(Drepanopus bispinosus)种群生态进行了全年连续观察和研究,结果表明,该水蚤为一年一代,其个体发育周期,雄性约为10～12个月,雌性约为12～18个月。种群密度随季节不同而差异较大,其成体高密度期约在6～9月份,幼体高密度期大约在11～12月份,主要为无节幼体,桡足幼体Ⅰ期的高密度期出现在1月份。该水蚤繁殖期大约从6月至翌年1月,期间出现两次生殖高峰,7～8月为前一高峰期,所出现的无节幼体受环境因子主要是湖中食物和含氧量不足的影响而不能继续发育至桡足幼体Ⅰ期以上的阶段,后一高峰大约在10～12月,所出期的无节幼体能继续发育至桡足幼体各期直至成体。伯尔顿湖双刺镰状水蚤种群生态特征及其出现两次生殖高峰的现象,可能与该湖环境的季节变化有关。     

青海南部牧区前冬积雪变化及其预测的关系模型研究

利用1961-2008年青海南部牧区地面气象观测资料、74个环流特征量和北半球500 hPa高度场网格点资料,整理了地表积雪序列和雪灾年表,并对积雪的变化趋势和雪灾发生的机理进行了研究。结果表明,1961-2008年青南牧区共有16 a发生积雪灾害,占总年数的33.33%。在4 450 m以下,累计积雪量随海拔高度的升高而增加,在4 451 m以上,累计积雪量随海拔高度的升高而减小。典型多积雪年新地岛地区的冷空气偏强、高原低值系统活动偏多,新地岛的冷空气容易沿偏西北路径侵入青南高原与高空槽前的暖湿空气汇合,形成云雨的物理条件充分,降雪多、积雪厚。典型少积雪年环流形势与上述基本相反。10-12月北美区极涡面积偏大和欧亚经向环流偏强、10月欧亚经向环流偏强、11月大西洋欧洲环流型E型日数偏多、12月大西洋副高北界位置偏北均有利于前冬青藏高原高度场的偏低和青南牧区累计积雪量的偏多。这些环流因子在相反的配置下,容易导致青南牧区累计积雪量的偏少。前冬模拟预报方程对典型多积雪年和1993年以来的积雪变化趋势全部预测成功。