东南极内陆格罗夫山地区新生代冰川活动和古气候演化记录

地处东南极内陆的格罗夫山地区是研究南极冰川进退和气候演化的理想场所。我国第22次南极考察(2005/2006)进行了该地区冰盖进退和古气候演化专题研究。笔者在野外考察过程中,对格罗夫山地区新生代冰川活动记录(包括冰川侵蚀地貌及冰川堆积物)进行了详细的观测,获得了很多有关该地区冰盖进退及古气候演化方面的第一手材料,同时系统回收了对反映该地区古冰川活动具有重要意义的新生代沉积岩漂砾。本文简要报道本次野外考察在冰盖进退和古气候演化方面所取得的主要成果。     

南极中山站附近冰盖近地面层湍流参数的观测研究

利用2007/2008年中国第24次南极考察队在南极中山站附近冰盖上观测试验获得的湍流脉动及相关资料,对原始资料通过坐标旋转订正后,应用涡动相关法计算分析了冰盖近地面层的湍流强度(I)、稳定度参数(z/L)、摩擦速度(u*)、拖曳系数(Cd)、地表粗糙度(z0)及动量通量(τ)和感热通量(H),并与空气动力学方法的计算结果进行对比。结果表明,Louis方案能够较好地模拟近地面层湍流通量;在平均状态下,全天雪面以感热形式从大气获得净的能量;近中性层结下地表粗糙度z0为4.54×10-4m,拖曳系数Cd=1.7×10-3,在非中性条件下,稳定度越小Cd越大,反之,则稳定度越大Cd越小。     

南极海冰、冰穴和冰川冰及其对水团形成和变性的作用

本文利用前人的成果及笔者1992/1993年的南极海冰观测和收集的资料以及水文观测资料数据阐述了南极海冰的特性,特别是南极海冰过程、冰穴以及冰川冰对南极水团(南极表层水、南极底层水、南极陆架水、南极中层水以及南极冰架水)的形成和变性所起的特殊作用。 南极海冰覆盖面积的年际变化,夏季最大年份是最小年份的2倍多,冬季年间变化较小,最大仅为20％;但其季节变化非常大,冬季平均覆盖面积通常是夏季的5倍。南极海冰对大气-海洋间相互作用有重大影响,特别是深海洋区中冬季的结冰和发育造成的垂向对流、夏季的融化是形成南极表层水(含南极冬季水和南极夏季表层水),进而形成南极中层水的主要原因;南极陆架区的的海冰兴衰过程是形成南极陆架水的直接原因,它与变性南极绕极深层水混合并受到冰川冰的进一步冷却作用,成为形成南极底层水的主要水团;南极冰架底部的冷却、融化和冰架以下水体的结冰作用形成的高盐对流过程产生的南极冰架水,亦是形成南极底层水的贡献者。 冰穴是70年代以来卫星观测的重大发现。对其形成和对大气、海洋的影响作用尚不完全清楚,初步的研究成果表明,冰穴中产生的热盐对流对南极水团的形成、变性、大洋深层的翻转以及海洋-大气间的热量传输和气体交换起有非常重要的作用。     

南极冰盖与冰川的快速变化

近10年的观测研究表明,南极冰盖和冰川存在快速的变化阿蒙森海扇区的主要冰流系统正在迅速变薄,减薄趋势可上溯至内陆150km处;罗斯冰流出现了停滞或明显减速,有的流动方向发生了改变,引发冰流袭夺;南极半岛冰架大面积崩塌,补给冰川加速,冰川出现了跃动;变暖的海水进一步侵蚀了冰架,着地线附近底部冰层融化强烈。上述发现改变了南极冰盖缓慢变化的传统观点,并对今后的冰川动力学研究,冰流模型模拟,冰盖物质平衡研究及预测具有重要意义。     

PEDOGENESIS IN LATE PREHISTORIC INDIAN MOUNDS,UPPER MISSISSIPPI VALLEY

Inceptisols are developed on silt loam, loam, and sandy loam Indian mounds at the Keller Mound Group and Bluff Top Mound in northeastern Iowa. The mounds date to the Allamakee Phase of the Late Woodland Period (ca. 1650–1250 B.P.) and are built with fill obtained from the A, E, and upper B horizons of pre-existing soils (Alfisols). Differences in the morphologic and chemical characteristics of soils on different mounds are attributed to textural differences of the mounds' fill. Coarse-textured mound fill is pedogenically altered at a faster rate than fine-textured fill, but total carbon percentage of the A horizon attains a steady state faster in fine-textured mound fill. Total phosphorus content is used to determine from which horizons of pre-existing soils the specific layers of mound fill originated. Rates and pathways of pedogenesis in mound fill may not provide good analogues for the early stages of soil development in materials that have not undergone previous weathering and subsequent modification by humans. Nevertheless, mound soils are useful benchmarks for some pedologic studies since they provide time lines for evaluating minimum rates for development of argillic and albic horizons, as well as attainment of the Alfisol order.     

南极南奥克尼群岛西部水域南极电灯鱼生物学

根据2010—2012年南半球夏季南极南奥克尼群岛西部水域开展的资源调查期间收集的数据,本研究对南极电灯鱼的基础生物学,包括体长（SL）、纯重（DW）、体长-体重关系、性成熟度和性腺指数及摄食强度进行了分析。结果表明：（1）南极电灯鱼体长范围为6.3—8.8cm,平均体长为7.51±0.03cm（平均值±95%置信区间）;体重范围为3.46—10.13g,平均体重为5.96±0.08g;纯重范围为3.11—8.69g,平均纯重为5.17±0.07g。（2）体重与纯重关系为DW=0.8497TW+0.1623（R2=0.9502）,体长与纯重关系为FL=0.0238DW2.6695。（3）调查期间,南极电灯鱼性成熟度处于Ⅰ—Ⅳ级,未发现有Ⅴ和Ⅵ级的个体出现。（4）摄食强度随体长的增加而有所加强,空胃与1级所占比例随体长增加而下降。     

PISM冰盖模式对Amery冰架流速场模拟的适用性

在全球气候变暖的背景下,冰架系统是监视和预测冰盖稳定性的理想研究区域。然而传统的冰架观测与调查方法只能从某一侧面揭示冰架的运动状态和演化信息,无法预测其未来变化;冰盖模式作为非常有潜力的数值计算方法,成为研究和预测冰盖/冰架演化的热点领域。Lambert冰川-Amery冰架系统是东南极冰盖最大的冰川系统,对于研究东南极冰盖的物质平衡和冰盖稳定性具有重要意义。使用PISM冰盖模式,对该冰川系统的流动过程进行模拟,得到冰表面流速场数据,并将模拟流速场与实测数据进行对比,发现两者在大部分区域吻合较好,但在冰架前缘处呈现出一些差异。进一步讨论差异可能的来源以及模拟可以改进的地方。     

LATE PLEISTOCENE ICE FLUCTUATIONS AND GLACIAL GEOMORPHOLOGY OF THE ARCHIPIÉLAGO DE CHILOÉ, SOUTHERN CHILE

Most of the last glacial maximum (LGM) glacier record west of the southern Andes (40–55° S) is today submerged under the Pacific Ocean and therefore the Archipiélago de Chiloé (42–43° S) provides an unusual opportunity to study local sediment and landform associations to help understand paleoglacial features of the former Patagonian ice sheet (PIS). In this context, this work presents the first comprehensive glacial geomorphologic mapping of the central region of the Archipiélago de Chiloé, which is located in a transitional geomorphic region between the Chilean Lake District (CLD, 39–41° S, 73° W) and northwest Patagonia (～43–48° S, 74° W). The Chilotan glacial geomorphology and sediment associations resulted from a warm‐based glacier that characterizes a typical active glacial temperate landsystem, which in central Chiloé combines deposits and landform units originated in subglacial and subaerial environments. Paleoglacial features that occur in central Chiloé are characteristic of an ice‐sheet style of glaciation, which differentiates it from a typical Alpine glacial style defined previously for the CLD. Therefore, the Archipiélago de Chiloé represents a geographical break point where the PIS became the large ice mass that occupied the Patagonian Andes during the last glacial period (Llanquihue Glaciation). A double ice‐contact slope on the east face of the Cordillera de La Costa provides evidence for the most extensive Early Llanquihue glacial advance on Isla Grande de Chiloé. The most prominent LGM advance in the area occurred at 26 000 cal yr BP, coincident with regional stadial conditions, and is defined by a big moraine along the east coast of the island.     

各拉丹冬峰东冰川冰、雪、水地球化学特征

论述了长江之源各拉丹冬峰东坡的尕日曲流域冈加曲巴冰川和水晶矿冰川冰、雪、水样品中的ｐＨ值、总碱度、总硬度、矿化度，以及Ｋ＋，Ｎａ＋，Ｃａ（２＋），Ｍｇ（２＋）和Ｃｌ－，ＳｉＯ２等可溶性离子的含量，同时讨论了其水化学组成类型．     

南极中山站近岸海冰生态学研究 Ⅳ.海冰营养盐浓度的季节变化及其与生物量的关系

对１９９２年４月至１２月间中山站近岸海冰营养盐状况以及与生物量的关系进行了分析。为了能与海水中的营养盐进行对比,对海冰融化样的营养盐数据进行了同期冰下海水表层盐度的校正。结果显示,海冰中多数层次的硝酸盐浓度低于冰下表层海水的浓度,而磷酸盐和硅酸盐浓度则正好相反,亚硝酸盐浓度在观测期间均高于冰下表层海水的浓度。海冰营养盐浓度无明显的变化规律,呈现较大的波动,它可以是冰下表层海水的数分之一直至高出一个数量级,除显著的冰底水华期外并不构成冰藻生长的限制因素。海冰营养盐的分布与叶绿素ａ含量无明显的相关性。     

南极长城站附近地区冰川的温度状况

根据十多米深度钻孔温度的测量和分析,对长城站附近地区的冰川温度状况进行了讨论。近表面层温度在消融区稍低于-1℃,在积累区绝大部分区域接近或处于0℃。除海拔足够高的地方,如乔治王岛冰帽顶部,那里由于融化微弱且厚度不很大而致使冰与底床冻结在一起,该地区冰川大部分属于温型。     

东南极中山站附近湖冰与固定冰热力学过程比较

2006年对东南极中山站附近湖冰和固定冰的热力学过程进行了系统观测.基于观测数据比较湖冰和固定冰热力学生消过程;分析湖冰和固定冰温度对气温变化的响应规律;计算不同深度层湖冰和固定冰的垂向热传导通量.结果表明:观测的湖泊和海岸区均在2月底至3月初形成连续冰层;湖冰9月底至10月初达到最大冰厚,早于固定冰1-2个月,湖冰最...     

南极冰盖中nssSO42-和NO3-传输路径初探

总结了南极冰盖中 nss SO4 2 - 和 NO3- 的主要来源 ,通过对南极冰盖中几种主要离子空间分布特征的分析 ,结合南极冰盖中不同区域火山活动记录的时间差 ,认为南极冰盖中的nss SO4 2 - 和 NO3- 很可能是通过远距离高空传输到极地冰雪中 ,具体过程为 :nss SO4 2 - 和 NO3-在对流层顶部平流层底部呈带状输送到极地上空 ,然后辐射下沉 ,再辐散到其他地区     

基于Radarsat-2双极化数据的南极半岛冰盖冻融探测研究

南极冰盖的融化对全球海平面上升和气候环境变化具有重要影响,合成孔径雷达(SAR)用于划分南极冰盖冰川带及冻融探测具有不可替代的作用。本文以南极半岛地区为例,基于C波段星载SAR影像进行南极冰盖冻融探测方法研究。通过对于南极冰盖干雪带、渗浸带和湿雪带的后向散射特征的分析,采用基于后向散射因子阈值的决策树分类划分冰盖冰川带。统计分析表明,冰川带后向散射因子分布并不集中,尤其是融化强烈时的湿雪带受融化程度影响很大,与干雪带相近而不能仅从后向散射因子数值区分。为将冰盖的冰川带分类,引入干雪带分布和海拔高度作为辅助信息,分别发展了两种决策树分类方法并比较分析,同时利用微波辐射计冰盖冻融探测结果和自动气象站数据做验证。结果表明利用双极化SAR数据的后向散射因子基于两种决策树分类都能够有效地划分冰川带并区分冻融状态,实现高分辨率的冰盖冻融探测。     

东南极埃默里冰架东缘赖茵博尔特丘陵构造变形过程及其构造意义

对赖茵博尔特丘陵地区的构造变形过程分析表明,该地区发育4期主要构造变形.D1期主要是区域性近EW向片麻理形成阶段,其变形时代为＞970 Ma;D2期是在正片麻岩形成了近EW向轴面陡立韧性剪切褶皱,以及剪切面理上发育的各种紧闭不对称褶皱和低角度拉伸线理,其变形时代为新元古代早期.D3期变形发生在寒武纪早期,以构造抬升至地...     

南极纳尔逊冰帽的雪层及其成冰作用研究

纳尔逊冰帽雪—粒雪的演化依赖于融水渗浸冻结作用下的暖变质过程。积雪的密实化过程的快慢,取决于温度条件和融水的参与程度,以及自身的物理状况。粒雪的密实化过程表现为均匀且变幅小。纳尔逊冰帽成冰深度在23～25m,成冰历时17～19年。成冰带分为暖渗浸—重结晶带,渗浸—冻结带,消融带。     

东南极拉斯曼丘陵区大比例尺地貌图编制的理论与实践

分析制图说和综合制图说是目前国内外占主导地位的两种地貌制图体系。本文阐述了这两种体系的优劣。并设计出适合拉斯曼丘陵区的地貌制图系统，分步骤对地貌形态的五大要素进行分析取舍。并辅以营力分区图、古剥蚀面图等图件，使综合地貌图信息更丰富，同时清晰度和直观性亦得到保证。     

Dome A冰川学研究进展及深冰芯计划展望

目前,位于东南极冰盖分冰岭中心的冰穹-Dome A已成为深入理解南极冰盖演化、稳定性和找寻地球气候久远记录的研究热点。通过整理总结在Dome A获得的冰川学研究进展,结合国际冰芯科学研究计划(International Partnerships in Ice Core Sciences,简称IPICS)有关寻找最古老冰芯的相关资料,对Dome A的气象要素、地貌、冰厚、冰下地形、冰体流速、冰盖内部结构等环境特征进行归纳分析,讨论Dome A冰川学的最新发展及其对深冰芯钻探计划的影响,并分析概述Dome A深冰芯钻探需考虑的问题和未来发展动向。     

南极半岛地区气温与南极海冰涛动、ENSO的联系

使用南极半岛Orcadas等台站的气温多年观测资料 ,分析了南极半岛气温和周围海冰以及ENSO的初步联系。结果表明 ,南极半岛地区的气温变化可以反映南极海冰涛动的变化特征 :气温距平和南极半岛附近海冰距平存在密切的负相关 ,和罗斯海外围区域的海冰距平存在正相关关系 ,能够较好地反映出南极半岛气温与南极海冰涛动以及ENSO之间的紧密联系。当南极半岛地区气温偏低 (高 )时 ,南极半岛周围海冰偏多 (少 ) ,罗斯海外围海冰偏少 (多 ) ,赤道中东太平洋海温偏高 (低 ) ,可能出现ElNino(LaNina)。另外 ,南极半岛当年 1 0月的气温距平对预测次年 1月的Nino3区海温异常具有重要参考价值     

南极普里兹湾可培养浮游细菌群落结构研究

针对南极普里兹湾内达恩利角附近海域的3个测站共12份海水样品,采用寡营养培养基分离培养极地浮游细菌,通过PCR方法获取其中95株细菌的16S rRNA基因序列。序列分析结果表明,分离获得的95株细菌分属α-变形杆菌纲(Alphaproteobactia)、γ-变形杆菌纲(Gammaproteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)3个类群下的35个不同分类单元,其中α-变形杆菌纲为优势细菌,在不同水层中所占的比例为52.6%—62.5%。通过Shannon多样性指数分析发现,南极普里兹湾陆架区测站P2-14多样性指数较陆坡区两测站P2-11和P2-8的高,细菌多样性与浮游植物量和生产力水平呈现正相关。表层细菌Shannon多样性指数最低,50 m水层最高,100和200 m水层多样性指数变化不明显,真光层水体中细菌垂直分布与营养盐和溶解氧浓度存在关联。此外,采用寡营养陈海水培养基,还获得了一些与已报道的16S rRNA基因序列相似性较低的菌株,它们代表了微生物新物种,可能也是南极真光层特有的细菌。研究工作表明,南极普里兹湾真光层水体中蕴藏着丰富的浮游细菌资源,它们有待保护、开发和利用。