2011年1月普里兹湾埃默里冰架附近水文特征

分析“雪龙”号2011年在普里兹湾埃默里冰架外缘24个站位的CTD观测结果,发现有以下一些水文特征：普里兹湾西部,在71°E-72°E范围内,存在一个顺时针运动的中尺度涡。由于这个涡旋存在,冰架水主要扩散方向偏东,在73°30′E附近,流向东北;夏季表层水厚度,东部基本在20m,西部受中尺度涡和其他因素的影响,夏季表层水厚度深达50m左右;在50m以浅的水层内,表面以下温度会出现稍微增大现象,我们称之为逆温层,它是结冰、融冰和海冰覆盖变化造成的;在观测断面西部,在160m～200m水层内,多站出现“静力不稳定”：即上层密度大于下层,厚度有几米,平流混合扩散可能是这一不稳定现象主要原因。     

南极冰架研究现状与埃默里冰架研究展望

南极冰架是揭示南极地区气候变化机制,预测全球气候变化的关键研究区域之一。概述了20世纪以来针对南极冰架所开展的科学研究工作,分别从冰架物质平衡过程、冰架形态特征及其内部结构监测、冰架海底海洋岩芯的沉积特征和冰架附近海域生态系统演化等方面总结了冰架研究所取得的丰硕成果。介绍了中国近几年在东南极洲埃默里冰架进行的科学考察活动,并依据南极冰架研究的国际未来计划提出了中国在埃默里冰架即将继续开展的研究工作。     

南极冰架-海洋相互作用研究综述

本文介绍了近期南极冰架-海洋相互作用的研究进展。冰架底部融化速率大于前缘崩解通量,成为南极冰盖质量损失的首要途径。冰架下的海洋按照底部融化驱动因素的不同,可以分为由高密度陆架水驱动的冷冰腔和由变性绕极深层水驱动的暖冰腔。威德尔海的菲尔希纳-龙尼冰架和罗斯海的罗斯冰架属于冷冰腔,占南极冰架总面积的2/3,却只贡献了15%的净融化;东南太平洋扇区阿蒙森海和别林斯高晋海等若干属于暖冰腔的小型冰架,虽然只占南极冰架总面积的8%,却贡献了超过一半的冰架融水。以往看做冷冰腔的东南极托滕冰架和埃默里冰架,也相继发现有变性绕极深层水进入冰腔并造成底部融化。冰架对海洋有冷却和淡化的作用。冷冰腔输出的冰架水具有海洋中最低的温度,对南极陆架水性质乃至南极底层水的形成都有影响。冰架融化加剧,可能是近期观测到的南极底层水淡化的原因。     

基于多源遥感数据的中山站附近地区冰架和冰川变化监测

南极冰架和冰川的变化是全南极动态变化的主要过程之一。利用MODIS L1B级250 m分辨率数据和Landsat陆地卫星15 m分辨率数据,针对不同尺度试验区域,分别监测2000—2016年间中山站附近地区的埃默里冰架、极时代冰川、极记录冰川和达尔克冰川的动态变化过程,并对试验区的动态变化进行分析。结果表明,埃默里冰架在近16年间一直处于向外扩展状态,前缘年扩展速率和扩展面积量较为稳定;极时代和极记录冰川不断向海洋流动,极时代冰川于2007年发生大型崩解,而极记录冰川前端的冰山在2014年发生崩解,冰山面积逐年递减,于2016年完全漂离冰川前缘;达尔克冰川则在监测年份内呈现出了交替性扩展和崩解的变化规律。     

普里兹湾海域的夏季上层水及其北向运动

本文利用中国第 1 5次南极科学考察普里兹湾及邻近水域观测的 CTD资料 ,研究并分析了普里兹湾及其邻近洋域上层的水团分布。确定了普里兹湾夏季近岸水 ,普里兹湾夏季表层水 ,普里兹湾陆架水和南极绕极深层水的范围、深度和温盐特性。在此基础上 ,进一步发现了普里兹湾陆架水的北向扩展。讨论了其北向扩展的热力学和动力学特征。这些特征涉及到逆温层的厚度、垂向温度和温度梯度最小值的存在 ,以及陆架水北向运动的斜压性和科氏力的作用     

气候变化对南极冰面湖的影响研究:以埃默里和拉森A冰架为例

冰面湖作为区域气候变化的灵敏指示器,对研究全球气候变化背景下南极冰冻圈的稳定性具有重要意义。本文基于2000—2019年区域气象数据、LandsatETM+/OLI影像与LIMA(LandsatImageMosaicof Antarctica)镶嵌影像,选取东南极的埃默里冰架和西南极的拉森A冰架作为研究区,采用归一化水体指数(Normalized Difference Water Index, NDWI)提取冰面湖面积信息,对冰面湖面积与气象数据开展遥相关分析,探索冰面湖与区域气候变化的联系。结果表明:埃默里冰面湖总面积较为稳定并有减小趋势,拉森A冰面湖总面积则呈增加趋势;冰面湖与气温和海温之间存在正向反馈特征;两个冰架区域的反馈特征规律明显不同,埃默里冰面湖面积受气温影响显著,但受海温影响并不明显,而拉森A冰面湖则对海温变化敏感,其面积与海温变化趋势一致。     

普里兹湾陆架表层沉积物粒度特征及其环境指示意义

基于对普里兹湾陆架表层沉积物粒度分析,结合海区动力环境特点,初步探讨了考察区类型、组成及冰海沉积作用特点。研究区表层沉积物大体可分为:砾(G)、泥质砂质砾(ms G)、砾质泥(g M)、砾质泥质砂(gm S)、含砾泥((g)M)、含砾泥质砂((g)m S)、砂(S)、砂质粉砂(s Z)和粉砂(Z)九种类型。依据沉积物粒度特征与地形变化,可将研究区划分为东部含砾泥质区和西部含砾砂质区。在东部含砾泥质区,包括四夫人浅滩、Svenner水道区、普里兹水道区和埃默里海盆区,沉积作用主要受海流影响,冰筏碎屑的影响有限,沉积物总体较细,粘土和细粉砂含量较高,粗粉砂和砂含量较低。在西部含砾砂质区,包括弗拉姆浅滩和埃默里冰架前缘,沉积作用受冰山、埃默里冰架和海流的共同影响,沉积物中粘土含量较低,砂和砾石含量较高,但也有个别站位可能受冰间湖的影响,沉积物粒度偏细。     

南极普里兹湾营养盐分布特征及季节性消耗

利用中国南极科学考察CHINARE-25/27/29航次获取的普里兹湾营养盐数据,对该海域营养盐的含量分布特征进行了分析,利用水柱T_(min)层的存在估算了夏季的营养盐消耗量(NNU、NPU和NSiU),并对营养盐的吸收比例及结构做了初步探讨。结果显示,普里兹湾营养盐空间分布呈现明显的区域特征,上表层水营养盐浓度分布表现为冰架边缘区陆架区深海区的区域性特征。夏季普里兹湾受到浮游植物旺发的影响,湾内营养盐(NO_3-N、PO4_-P和SiO_3-Si)的消耗值相对湾外较高。营养盐吸收比值的变化表明,NSiU/NNU比值由湾内向湾外呈现升高的特征,与叶绿素a具有相反的分布趋势,推测这一现象与湾内陆架区铁的供应要高于湾外深海区有关。本文对营养盐结构与变化的探讨,将有益于进一步深入了解南极普里兹湾各生源要素的循环过程,为预测未来南极浮游群落结构的演变提供依据。     

南极普里兹湾表层沉积物有机地球化学特征及其生态环境意义

用气相色谱和气相色谱-质谱分析法分析了南极普里兹湾5个站位表层沉积物中多种生物标志物,探讨了其生态环境指示意义。结果显示:(1)湾内中心区总类脂物含量最高(1 193μg·g-1),埃默里冰架区次之(572μg·g-1),陆坡区最低(341μg·g-1),且与沉积有机碳、总糖、生物硅、菜籽甾醇、表层海水叶绿素a等参数显著正相关(p0.1),表明底层有机质与上层水体浮游植物密切相关;(2)C27甾烷含量与C28甾烷显著负相关(p0.01),指示着晶磷虾与硅藻的食物链关系;(3)相对较高的饱和烃/芳烃比值(2.5)、较低的Pr/C17(0.5)和Pr/Ph(2)证明沉积有机质主要来源于硅藻等浮游植物,同时饱和烃双峰群(C17或C18和C29)的存在及较高含量的C29甾烷(35.79%)指示外域有机质输入,且湾中心区的(CPI=1.60,Pr/Ph=0.69)要高于陆坡区和冰架区(CPI=1.01,Pr/Ph=0.39);(4)湾内中心区和冰架区脂肪酸C18:2/C18:0平均比值(0.78)要高于陆坡区(0.23)和低纬度地区(0.1),表明南极夏季普里兹湾陆坡区的表层海水温度要高于湾中心区和冰架区。     

埃默里冰架北缘海洋水文特征的变化

利用中国第24次南极科学考察队（2007/2008）观测的CTD资料,分析了埃默里冰架北缘的温度、盐度、密度的空间分布,并与中国第22次南极科学考察队（2005/2006）观测的CTD资料进行了比较。比较后发现埃默里冰架北缘海域的最新变化是跃层深度明显变深,冰架北缘的东部海洋上层有明显的次表层暖水存在,但该暖水仅仅位于冰架北缘的最东端及其附近的站位,具有明显的局地性。此外,海洋的表层温度、盐度、密度都形成了明显的东西向梯度。这种梯度应与海表层浮冰的密集度有着密切的关系,是海-冰-气三者相互作用的结果。     

Hydrological character and sea-current structure in the front of Amery Ice Shelf

<正> Hydrological character and Sea-current profiles structure are studied andanalyzed in sea-area of the front of Amery Ice Shelf,Prydz Bay with LADCP,CTDdata.These LADCP,CTD data were acquired during the 19th Chinese Antarctic Sci-entific Expedition.Results of this study agree with that,there exist four differentkinds of water masses in the area of the front of Amery Ice Shelf in the summer of Ant-arctica.Current distribution presents a semi-circumfluence which flows in at the eastand flows out in the west.Moreover,clockwise and anti-clockwise vortices werefound in upper layer and mid-layer in the Prydz Bay.Western areas of these anti-clockwise vortices are positions of inflows from Prydz Bay to Amery Ice Shelf.Thesource of these inflows is the coastal westward current originated in the east of PrydzBay.All these characteristics come down to the pattern of circumfluence,ice meltrate under Ice Shelf,scale of Ice Shelf water production and form of water exchangesbetween area of Ice Shelf and area of Prydz Bay.     

南极普里兹湾及其毗邻南印度洋夏季微小型浮游植物的分布特征

1990年 1 2月～ 1 991年 1月从南极普里兹湾及其毗邻南印度洋获得的微小型浮游植物样品 ,经鉴定、分析表明 :调查海区有 5门 40属 1 2 2种、变种和变型 ,其中硅藻类占 73 .0 %,甲藻类占2 0 .5 %,其它仅占 6 .5 %。表层水样微小型浮游植物平均丰度为 2 5 5 1× 1 0 4个 /m3 ,其密集区主要分布在普里兹湾内邻近陆架区的 7站和西冰架与沙克尔顿冰架之间的以北海域 ( 3、 4、 2、 3、 1站及 1站 ) ;位于普里兹湾西北部海域断面 和 1～ 5站丰度最低。网采浮游植物平均丰度为 81 2× 1 0 4 个 /m3 ,其密集区则分布在普里兹湾邻近陆架区 ( 2、 4、 5、 7、 4、 5站 )和西冰架北部海域 ( 1、 3站 ) ;低丰度位于沙克尔顿冰架东部海域 (断面 、 的测站 )。微小型浮游植物垂直分布密集区位于测区中部 ( 3、 3站 )和东部 ( 3站 ) 0～ 5 0 m水体 ,水深1 0 0 m以下至 2 0 0 m随深度的增加而丰度逐渐减少。微小型浮游植物丰度与大磷虾的丰度和营养盐 (N、P、Si)浓度成显著的负相关。     

南极普里兹湾及其邻近海域浮游植物粒度分级生物量和初级生产力

本文报道了 1 990 /1 991年夏季在南极普里兹湾及其毗连海域对浮游植物细胞丰度 ,优势种类组成 ,粒度分级生物量和初级生产力和颗粒有机碳浓度的分布及其与环境因子关系的研究。结果表明 ,调查海区具有显著的空间区域化特征 ,普里兹湾及其毗连陆架由于水体较为稳定 ,有利于浮游植物和冰藻的生长 ,其生物量、生产力和颗粒有机碳均较高 ;在普里兹湾北部毗连南印度洋的近南极大陆海域 ,由于水团沿陆坡的扭曲运动和上升流的出现 ,致使西冰架和谢克尔顿冰架之间的北部区域浮游植物生物量 ,生产力和颗粒有机碳均较高。由于浮游植物的大量繁殖 ,使该二区域营养盐浓度降低 ,溶解氧增加。在调查海区的东西两侧则相反。粒度分级结果表明 ,微型 (<2 0 μm)和微微型 (<2 .0 μm)浮游生物在浮游植物群落生物量和生产力中占有重要比重 ,它们对总生物量和总生产力的平均贡献分别为 5 3 %和 6 9%。     

Distribution characteristics of planktonic nano－and microalgae in the Prydz Bay and its adjacent Southern Indian Ocean，during austral summer

Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｌａｎｋｔｏｎｉｃｎａｎｏ－ａｎｄｍｉｃｒｏａｌｇａｅｉｎｔｈｅＰｒｙｄｚＢａｙａｎｄｉｔｓａｄｊａｃｅｎｔＳｏｕｔｈｅｒｎＩｎｄｉａｎＯｃｅａｎ，ｄｕｒｉｎｇａｕｓｔｒａｌｓｕｍｍｅｒＺｈ...     

南极普里兹湾表层沉积物的元素组合特征及物源分析

利用中国南极科学考察第18—27航次在普里兹湾获得的20个表层沉积物样品,测定了其中C、N、Ca和Ti等多种常、微量元素的含量,分析了元素组合对指示物源的意义,探讨了普里兹湾的沉积环境和物质来源。结果表明:研究海域表层沉积物中元素含量的变异系数均较大,元素的平面分布、相关性和聚类特征出现两种模式;一类以OC、TN和S元素为主的元素组合指示了海洋生物来源,而另一类元素组合K、Ti和Rb等指示了陆源碎屑来源;湾内中心及东南部区域的沉积作用主要受控于上层水体的生物生产,而西侧的弗拉姆浅滩和艾默里冰架前缘陆架区的沉积物则包含大量冰筏碎屑的输入。