极地海冰的研究及其在气候变化中的作用

极地海冰作为全球气候系统的一个重要组成部分,通过影响大洋表面的辐射平衡、物质平衡、能量平衡以及大洋温、盐流的形成和循环而影响全球气候变化.从最初研究极地海冰的强度和承载力到目前海/冰/气相互作用全球气候耦合模型的建立,使海冰变化和全球气候变化紧密结合起来.这些研究领域主要有:海冰及其表层雪的物理特性和过程、海冰区域生态特征、海冰区与气候相关的反照率和物质平衡研究以及海冰气候耦合模型等大的领域.模拟显示,21世纪因为全球变暖,南北极海冰都将减少.海冰和全球气候系统其它要素之间的相互作用问题、极地海冰的厚度季节性区域性分布问题、极地海冰边界及范围变化趋势问题、生消关键过程及其影响因素问题、冰间湖的作用以及海气相互作用等将是未来重要的研究方向.     

Measurements of sea ice thickness and its subice morphology analysis using ice-penetration radar in the Arctic Ocean

1　IntroductionSeaice ,asanimportantcomponentoftheArcticclimatesystem ,hasdrawnsignifi cantscientificinterest.Seaicethicknessanditsmorphologyhavedramaticimpactsono cean atmosphere iceinteractions(Wadhams 1 994;Barryetal.1 993 ;Dickson 1 999;PadhamsandNorman 2 0 0 0 ) ,whichdirectlyaffecttheexchangeprocessandspeedofheatandmassbetweentheoceanandtheatmosphere ,dominatethephysicalmechanicsfea turesofseaice ,andaffecttheseaicemovement&deformationaswellasicefreezing&meltingprocess(Hollandetal.1 99…     

台湾东北海域冷涡-上升流系统冬、夏季温度三维结构

利用美国国家海洋大气管理局(NOAA)2007年发布的全球海域温度多年月平均数据库资料(WOA 05),研发计算机数值分析和图形可视技术,对台湾东北海域冬、夏季的温度分布进行数值分析,展示台湾东北海域冷涡-上升流系统冬、夏季温度分布的三维结构,分析黑潮、台湾暖流以及东海陆架水的影响,得出以下结论.(1) 夏季(8月)冷涡主要存在于13-100m深度以及138-150m深度;冬季(2月)冷涡主要存在于109-150m深度之间.(2)夏季(8月)上升流的拱形结构从表层向下都存在,其中由于台湾暖流与东海陆架底层水的影响,造成在深度100-138m之间的等温线不闭合;冬季(2月)上升流的拱形结构主要存在于100m水深以下.(3)在黑潮向西北方向入侵东海陆架的区域,冷涡-上升流系统消失.在冷涡-上升流系统作用的区域,黑潮向东北方向入侵东海陆架的程度越强,冷涡-上升流系统的势力也越强.     

东海黑潮热核的时空变化

利用美国国家海洋大气管理局2007年发布的全球海域温度数据库资料和美国国家地球物理数据中心2006年发布的海底地形数据库资料,对东海黑潮热核(即高温区)的时空分布进行了分析。结果显示:从表层到250m深,东海黑潮热核的分布区域由表层的靠近中轴线附近逐渐偏向黑潮的东部边缘,分布范围由表层占黑潮流幅的30%以上缩减到250m深度的10%左右,250m以下热核的分布范围和区域再没有明显的变化;从表层到水深200m,从东海黑潮的入口到出口,热核的温度与深度呈下降的趋势,在200m以下呈上升的趋势,2月份上层下降的趋势最明显;热核在台湾东北部和30°N附近进入吐噶喇海峡处均出现明显的转弯点,随着深度的增加热核的转弯点逐渐偏向东南,在台湾东北部200m水深以上热核转弯点分布还存在明显的季节变化。     

北极Svalbard、斯堪的纳维亚与挪威南部冰川物质平衡对比及其气候意义

利用1946—2005年北极Svalbard、斯堪的纳维亚及挪威南部冰川物质平衡资料,分析了冰川物质平衡的变化特征及其对气候变化的响应.结果表明:北极Svalbard地区冰川物质平衡具有较低的年振幅和较小的年际变化;环北极的斯堪的纳维亚地区和挪威南部地区冰川物质平衡则具有较高的年振幅和较大的年际变化;20世纪80年代末90年代初,3个地区冰川物质平衡均达极大或较大值,之后呈加速向负平衡发展之势.冰川物质平衡对气候变化的敏感性与其物质平衡状态有关:物质平衡越是趋向正平衡发展的冰川,其敏感值较高,反之亦然;海洋性冰川较大陆性冰川对平衡线高度变化(气候变化)敏感.平均而言,三个地区冰川物质平衡在观测期内的亏损量相对于零平衡状态而言,相当于气温上升了0.32℃.冰川净物质平衡对1℃升温的敏感性变化范围为-0.42～-0.99mw.e..a-1,对10%降雪增量的敏感性为+0.01mw.e..a-1～+0.57mw.e..a-1;平衡1℃升温导致的冰川净物质平衡消融需要降雪量增加24%.冰川物质平衡对气候变化的敏感性与其所处气候环境背景(大陆度)相关性,越是趋向海洋性的冰川其敏感性越高.     

北极生长的多年海冰晶体结构分析

对中国首次北极科学考察钻取的一根从表面到底面长2.2m的海冰冰芯样，依据冰芯样采取时造成的长度，不等间距地自上而下垂直切片，剖析了冰芯样的晶体结构，获得以纯热力学生长为主的多年海冰正交偏光镜下晶体结构剖面，由晶体结构剖面确定出该海冰为三年冰，此外，还发现北极海冰越夏过程中生成一种动力碎屑凝聚冰，除给出偏光镜下晶体结构和冰芯层理分析外，还描述了动力碎屑凝聚冰的结构特点。     

Fabric and crystal characteristics of Bohai and Arctic sea ice

The fabrics and crystals of Bohai one year ice show that the noncontinuous ice growth rate enables the level ice layers with different amount of air bubbles to be formed in lower part of an ice sheet which was clearly seen from CT technology; typical grain ice and columnar ice occur in the grey ice which grows in stable water; thaw refrozen ice and rafted ice have their specific crystal characters. On the Arctic sea ice, the ice core located at 72°24.037′N, 153°33.994′W and 2.2 m in length was a 3 year ice floe and a new sort of crystal was found, which is defined as refrozen clastic pieces. The crystal profile of the ice core 4.86 m in length located at 74°58.614′N, 160°31.830′W shows the evidence that ice ridge changed into hummock.     

极地冰雪环境地球化学指标及其指示意义

极地冰雪中可以反映气候环境的环境地球化学指标主要是可溶性杂质和不可溶性微粒。可溶性杂质主要包括H+、Na+、Mg2 +、Ca2 +、NH4+、Cl- 、NO3- 、SO42 - 、CH3SO3- 等。本文在概述冰雪中的这些化学杂质的来源影响因素和时空分布特征的基础上 ,概述了冰雪中NO3- 沉积的主要来源 (即闪电作用和高层大气光化学作用产生的含氮化合物等 )及其影响因素 (包括太阳活动、火山活动、超新星活动、核爆炸试验和沉积后的蒸发及迁移作用等 ) ,SO42 - 的主要来源 (即海洋生物释放和火山喷发等 )、影响因素 (包括源区温度、ENSO事件及海冰面积等 )和它们的时空变化特点 ;讨论了南、北极地区冰雪中微粒沉积的主要源区和变化特征。。     

第17届鄂霍次克海和海冰国际研讨会

第 1 7届鄂霍次克海和海冰国际研讨会于 2 0 0 2年 2月 2 3日至 2月 2 8日在日本北海道纹别市召开。会议由鄂霍次克海和寒带海域研究协会组办。应鄂霍次克海和寒带海域研究协会科学委员会主席、第1 7届鄂霍次克海和海冰国际研讨会秘书长Ｄｒ.ＫｕｎｉｏＳｈｉｒａｓａｗａ的邀请 ,笔者出席了此次会议 ,在会上作了“ＳｅａＩｃｅＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｔｔｈｅＣｈｕｋｃｈｉＳｅａ,Ａｒｃｔｉｃ,ｉｎＳｕｍｍｅｒ 1 999”的报告 ,引起了与会学者的兴趣 ,并对多年海冰消融特征和过程进行了讨论。1 0 %以上的地球海洋被季节或多年海冰所覆…