基于温度链浮标获取南极普里兹湾积雪和固定冰厚度的研究

极地积雪和海冰厚度是气候变化的重要指标,也是船舶在冰区航行需要掌握的主要参数。2014和2015年在南极普里兹湾中山站附近布放了一种新式的温度链浮标,该浮标每天进行4次常规温度观测和1次加热升温观测,用于实时获取积雪和海冰剖面温度及厚度数据的研究。通过分析剖面温度曲线和升温曲线反映出的大气、积雪、海冰和海水4种介质的热传导特性差异,可利用人工识别的方法（人工经验法）获得大气/积雪、积雪/海冰和海冰/海水界面的位置。根据统计不同介质在升温响应和垂直温度梯度等方面的特性,找到合理阈值,可通过编写程序自动判断各界面的位置（自动程序法）。本文利用这两种方法来判断不同物质界面位置从而计算得到积雪和海冰厚度。与现场人工观测的海冰厚度相比,人工经验法的平均偏差和均方根偏差分别为2.1 cm和6.4 cm（2014年）以及4.3 cm和6.5 cm（2015年）,自动程序法的平均偏差和均方根偏差分别为-6.8 cm和6.4 cm（2014年）以及4.5 cm和 6.6 cm（2015年）;对于积雪,人工经验法与现场人工观测的平均偏差和均方根偏差分别为0.5 cm和 8.5 cm,而自动程序法的平均偏差和均方根偏差分别为4.7 cm和10.8 cm。自动程序法误差较人工经验法偏大,但考虑到整体冰厚和现场观测的误差,两种方法的结果均是可信的,精度是可以接受的。利用新式的温度链浮标实时获取南极普里兹湾积雪和海冰厚度是可行的。     

全国边海防地区基础地质遥感调查

为满足全国边海防地区经济建设与国防建设对地质信息的需求,自2011年起,中国地质调查局国土资源航空物探遥感中心(简称航遥中心)联合全国相关地调中心与省级地质调查研究院、行业地质调查部门、高等院校和边海防地区国防建设应用与研究等24家单位,利用遥感技术快速获取了东北、西北、西南和南海三沙等边海防重点地区95万km²基础地质、工程地质、水文地质、矿产地质以及地质灾害等9类地质专题信息,编制了32类1:5万与1:25万服务于经济建设和国防建设的地质应用专题图件,形成了边海防地区遥感地质调查技术体系、共享数据库和应用成果,解决了边海防地区地质调查工作难点问题,创新了军民融合地质调查方式。该文围绕“全国边海防地区基础地质遥感调查”的目标任务,阐述了实施的技术路线和取得的成果,并对未来的工作进行了展望。     

南极长城站雪暴的个例研究

综合使用NCEP分析、站点观测、地面天气图及卫星云图等资料,从地面和高低空天气形势、气象要素变化、大气垂直和水平结构等方面对南极长城站的一次强雪暴天气过程进行了分析研究。该雪暴发生于2006年8月29日,极大风速33.3ms-1,最低水平能见度不足10m。分析认为本次过程发生在“南高北低”的天气形势下,“南高北低”引发的偏东大风是雪暴发生的先决条件。来自南极内陆冷空气的低空东风急流给长城站带来了显著的降温、减湿,使本次雪暴带有明显的低温低湿特征。高空暖平流输送为雪暴的发生提供了充足的水汽条件。中低层深厚的气旋性涡度,高空辐散、低层辐合的散度场配置和强烈的上升运动导致高层暖湿气流和低层干冷气流的充分混合,是导致长城站出现强降雪、进而引发雪暴的动力原因。雪暴后期伴有明显的低层逆温,其本质是上暖下冷的气团垂直结构,它对雪暴后期的维持可能起着重要作用。     

大气河对南极冰盖及海冰的影响

南极冰盖与海冰对全球气候具有重要影响。大气河作为高纬度地区经向水汽输送的重要途径,其对南极冰盖与海冰的影响在近年来愈发受到重视。南极大气河通常形成于高压脊(阻塞高压)与温带气旋之间的强向极经向输送带内。低频的大气河活动为南极带来强降雪,有利于冰盖质量增加。然而,强暖湿水汽侵入同时会导致表面融化、冰架崩解和极端高温,对冰盖质量存在潜在负贡献。大气河携带极端暖湿水汽与强风通过热力与动力过程导致海冰密集度下降。目前,大气河的识别算法仍不完善,其对液态降水的直接影响、与南大洋的相互作用等仍不清楚,需要进一步明晰大气河对南极冰盖与海冰的影响机制,以准确预估未来大气河对南极冰盖物质平衡与海冰变化的作用。     

2016年夏季北冰洋浮冰站近地层辐射和湍流通量观测

2016年8月7－14日中国第七次北极科学考察期间，在83°N附近设立的长期浮冰站开展了辐射和湍流通量观测研究。结果表明，观测期间反照率变化范围为0.64~0.92，平均反照率为0.78；基于现场观测数据评估了PW79、HIRHAM、ARCSYM和CCSM3 4种不同复杂度的反照率参数化方案在天气尺度的表现，最为复杂的CCSM3结果优于其他参数化方案，但不能体现降雪条件下的反照率快速增长。浮冰区冰雪面平均净辐射为18.10 W/m2，平均感热通量为1.73 W/m2，平均潜热通量为5.55 W/m2，海冰表面消融率为（0.30±0.22） cm/d，表明此时北冰洋浮冰正处于快速消融期。冰面的平均动量通量为0.098（kg·m/s）/（m2·s），动量通量与风速有很好的对应关系，相关系数达0.80。     

北极海冰输出研究综述

北极海冰对全球气候变化起重要的指示作用。除了海水冻结和融化过程以外,通过弗拉姆海峡(Fram Strait)的海冰输出也是影响北极海冰质量变化的重要动力机制。观测数据中的多源卫星遥感数据(尤其是辐射计观测数据)在获取大尺度连续观测方面具有独特的优势,在研究北极海冰输出面积通量变化方面有着广泛应用。本文总结了北极弗拉姆海峡、其他通道(S-FJL、FJL-SZ、加拿大群岛、Nares海峡通道)海冰输出面积或体积通量,着重介绍了弗拉姆海峡不同年龄海冰输出情况,并总结和分析了影响北极海冰输运的大尺度大气活动模态。最后,本文阐明北极海冰输出方面现有研究的不足之处以及未来的突破方向。     

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。     

可服务于北极航道的海冰与气象预报信息综合分析

全球气候变暖和北极海冰快速减少背景下,北极航道正在开通,提高海冰和气象预报能力是北极地区船只航行的重要保障。通过获取不同国家的北极高纬共享信息(包括观测数据、预报产品和历史分析资料),分析国际北极地区海冰和气象预报信息特点及存在的问题,能够为我国北极观测预报的常态化、业务化发展提供参考。通过对7个环北极国家、3个非北极国家以及3个信息发布平台共23家机构海冰和气象预报信息的对比,发现近年来各国北极预报水平提升,合作交流扩大,但是仍存在一些问题,如观测数据没有充分应用于预报、北极中央区的预报能力偏弱、预报信息共享度不够、信息应用时需要加以选择、仍需提升信息发布技术。通过上述分析,建议我国持续增加北极科考、国际合作、冰区安全航行预报保障技术研究等的投入,以系统提升我国的极地预报能力,为我国北极科考和极地航运事业提供更加及时有效的预报保障。     

2006年南极长城站的气象要素特征

利用第22次南极长城站越冬气象考察所获取的常规气象观测资料,着重分析了2006年长城站的气压、气温、地温、降水、湿度、风等气象要素和天气现象的特征,并同1985～2005年的多年统计值进行了对比。所作分析有助于了解和研究南极长城站地区的气候特点。     

地表浅层不同介质覆盖区雷达图像信息构成要素分析

以位于新疆维吾尔自治区境内吐鲁番和哈密的1︰25万国际标准分幅为试验区,通过综合分析盖层介质性质和雷达数据参数特征,分析了沙砾、黄土、盐碱地和新降积雪等不同介质覆盖区的雷达图像信息构成模型和影象特征,为微波遥感信息提取和区域地质填图解译提供技术支持和依据.