北冰洋的海冰

北冰洋可以说是世界唯一可以步行通过的大洋,至少在冬季是这样。北冰洋大部分海域被平均厚度3米的冰层所覆盖,据洋底沉积物年代测定表明,这里的海冰年龄已有100万年之久。大部分海区,尤其是北纬70°以北的洋区,存在着永久性的冰盖,在北美洲与欧洲之间形成了一座坚固的“桥梁”。冬季,海冰总面积约1000～1100万平方公里,占整个北冰洋(1478万平方公里)的68～74%,夏季缩小为750～800万平方公     

2011-2014年中国北极物理海洋学的研究进展

过去十几年北极的快速变化以海冰变化为主要特征。然而,在冰-海-气变化系统中海洋起着关键性的作用。海洋是北极变化的关键因素,不仅影响着海冰的融化与冻结等过程,而且是大气变化的主要能量来源。在北极海冰快速变化的背景下,北冰洋的海洋特征也发生了一系列的变化。第四次国际极地年之后我国在北极科学研究中取得了一系列的进展,本文从北冰洋水团、锋面、海流等主要水文现象,以及上层海洋结构等方面,总结了2011-2014年我国在北极物理海洋学方面取得的一系列成果。     

极区海洋对全球气候变化的快速响应和反馈作用

分析了全球气候变化与极区海洋的相互作用;集成极区快速变暖促使极区海洋出现快速变化的各种现象,如海冰快速变薄和退缩,格陵兰冰盖严重融化,北冰洋和南大洋碳池的固碳能力下降以及极地海洋酸化等.研究提出:北冰洋夏季海冰覆盖面积快速退缩,海冰覆盖面积在2012年8月26日呈现了记录以来的最低值,有模型预测到2035年北冰洋夏季将会见不到海冰.格陵兰冰盖的消融对全球海平面的上升和大洋环流均会产生影响,格陵兰冰盖全部融化将会使全球海平面上升7 m.通过近10 a的观测发现极地海域对大气二氧化碳的吸收能力不升反降,海水对大气二氧化碳的吸收趋向饱和,南大洋和西北冰洋碳吸收能力变弱.有模式预测,到21世纪末,北冰洋表层海水pH值将会降低0.23～0.45,成为全球海洋酸化最严重的海区,而南大洋的表层海水二氧化碳浓度在21世纪下半叶或将超过600μatm的水平,极地海洋酸化对海洋食物链和生态系统的影响可能成为不可逆转的损害.这些极区海洋的快速变化将对全球气候变化产生反馈作用.     

北极河流径流对北冰洋环流的影响

北极河流径流是北冰洋淡水的最大来源,其变化会对北冰洋中的诸多过程有重要影响。本文基于全球高分辨率海洋?海冰耦合模式的模拟结果,研究北冰洋温盐、海冰以及环流对北极河流径流的敏感性。通过对比有气候态北极河流径流输入的控制实验结果和径流完全关闭的敏感性实验结果,研究发现北极径流对北冰洋温度、盐度、海冰以及海洋环流等有显著的影响。关闭北极河流径流后,在河口附近的陆架上温度降低、盐度升高,且导致500 m深度处温度下降以及盐度升高;河口附近的陆架处,海冰密集度与海冰厚度增加。关闭北极河流径流也对北冰洋内的环流有影响:由于缺少来自欧亚大陆的北极径流的输入,穿极漂流与东格陵兰流流速减小且盐度增加;关闭北极径流导致近岸海表面高度降低,沿欧亚陆架的北冰洋边界流减弱,白令海入流增强。通过对比关闭北极径流实验与控制实验的温度和盐度剖面,发现关闭北极径流后大西洋层温度降低,各陆架海盐跃层的梯度减小,盐跃层厚度减小。     

两极地区的法律地位

两极地区是指南极地区和北极地区。尽管两极地区有许多相似之处,例如它们都是地球上最寒冷的地区,拥有大量的冰雪,也离人类最为遥远。但也有许多的不同之处:北极地区主要由海洋构成,称为北冰洋,约1120万平方公里,其中有一些岛屿存在,而南极地区主要由大陆构成,称为南极洲,约1400万平方公里;北极地区有大量的土著居民居住,而南极地区除了科研人员之外则基本无常住人口;北极的自然资源,如石油、天然气已经为沿海各国大规模开发,而南极的矿物资源则仍隐     

普里兹湾海冰季节性变化的高分辨率数值模拟

普里兹湾海冰以一年冰为主,海冰覆盖存在较大的季节性变化.海冰的分布及其季节性变化主要受当地大气环流及海流的影响.基于一个海洋-海冰耦和模式,模拟研究了该海区海冰的季节性变化特征.海洋模式基于MIT环流模式(MITgcm),海冰动力学模式参考Hibler类型的VP模型,热力学过程取自Winton三层模型.模式区域覆盖整个...     

北冰洋与邻近海区海洋-海冰模式的试算与校验

本文将目前先进的大尺度海洋、海冰模式(NEMO3.6和LIM3)应用于北大西洋–北冰洋–北太平洋(简称NAPA),并进行了试验后报模拟。所建立的模式NAPA1/4和NAPA1/12的水平分辨率分别为(1/4)°和(1/12)°经、纬度,计算范围覆盖太平洋45°N以北海区、整个北冰洋及北大西洋;其中,NAPA1/4和NAPA1/12在北大西洋的边界分别为26°N和7°N。目前,已利用NAPA1/4完成了1993–2015年的后报模拟。本文基于观测数据和已发表文献对模拟结果中的北冰洋海冰变化、环流结构以及水文特征进行了校验。结果表明,NAPA1/4能够再现北冰洋的主要热力与动力过程,可以用来分析海冰、水团、大西洋/太平洋入/出流等的季节与年际变化规律。利用NAPA1/12进行了1993–1996年的模拟计算。初步结果分析表明,提高分辨率可更为精细地刻画北冰洋的海冰、水团和环流的结构。     

北冰洋夏季的海雾

以中国首次北极科学考察采用国内外海冰、大气和海洋的先进观测设备,获得海、陆、空的同步或准同步观测资料为基础,重点研究北冰洋的海雾.发现在北冰洋大范围被海冰覆盖或冰水相间的洋面上,能够形成平流雾、辐射雾和蒸汽雾.每种海雾的特点和形成的物理机制不同.在北冰洋的南部,由于暖湿气流充分,易形成持续时间长、浓度大的平流雾;在冰盖和大浮冰块上,由于冰雪面的强辐射冷却,容易形成稳定的辐射雾;在浮冰区能够形成像开锅的蒸汽一样的蒸汽雾.指出在北冰洋形成多种海雾原因是海冰的分布及独特的物理特性造成下垫面性质的复杂化,产生的海气相互作用复杂化的结果,特别是冰雪面的反照率高,不能吸收极昼期充足的太阳辐射.冰又是热的不良导体,成为海气热交换的屏障,在浮冰区由于冰屏障的破碎,海气交换活跃.海洋以潜热的形式向大气输送热量,以蒸汽雾的形式反映出海气热交换的程度和对气候影响的一种表现形式.提出在蒸汽雾发生的过程中,海洋以感热的形式向大气输送热量.     

山东海洋经济持续发展

山东省濒临黄海、渤海,陆域面积15.67万平方公里,1997年人口8785万人。共辖17个市地、139个县市区,其中沿海有7个市地、36个县市区。海岸线北起与河北省交界的大口河口,南到与江苏省交界的锈针河口,全长3121公里,约占全国海岸线总长的1/6。沿岸有326个海岛,岛陆面积136平方公里,岛屿岸线总长737公里。毗邻海域面积近15万平方公里,与陆地面积相当;其中水深一20米以内浅海面积2.9万平方公里.滩涂(潮间带)面积3200平方公里。全省有县属以上海洋科研单位39个,其中国家级7个。拥有海洋科技人员1万多名,约占全国的40％。丰富的海洋资源和雄厚的海洋科技实力是山东发展海洋经济的两大优势。     

一个用于全球气候变化研究的海洋大气环流耦合模式Ⅰ.模式的形成及性能

本文初步建立了一个可用于模拟几十年到上百年气候变化的全球大气-海洋-海冰耦合的环流模式(CGCM).该模式采用“预估-校正”的月平均距平耦合方案,把一个两层大气环流模式(AGCM)和一个20层海洋环流模式(OGCM)耦合在一起;由于北冰洋尚未被包括在海洋模式内,因此我们在大气模式中嵌入了一个北冰洋薄层热力学海洋模式.130年的积分试验表明,尽管耦合模式的长时期积分中存在着明显的气候漂移现象,但模式模拟的全球气候的空间分布特征基本上是合理的.这为进一步利用该模式模拟全球增强温室效应提供了数值实验依据.     

北冰洋:可怕的冰川消融

阿拉斯加大学的科学家们报告说,该州冰川正在融化的速度比预计的要快。近几年来,覆盖北冰洋的海冰数量在减少,北冰洋大部分海域(但不是全部)一直在变暖。地球气候是“一台带有小型开关的大机器”,北冰洋这一“开关”可以使得全球气候演变成诸如     

美国的海洋开发及其技术

美国本土三面环海,东临大西洋,西濒太平洋,南接墨西哥湾,阿拉斯加州由北冰洋和太平洋环抱,夏威夷州位于中太平洋北部,另有26000个岛屿,海岸线长度超过15万公里,大陆架面积为187万多平方公里,专属经济区面积达760多万平方公里。优越的自然地理环境,使美国具有丰富的海洋资源。这些资源对于美国既具有传统的战略价值,又具有当代的经济价值,更具有今后的长远价值。因此,美国在关注海洋科学技术发展的同时,大大强化了海洋管理,拓阔了海洋开发的规模,促进了海洋经济的发展,提高了国际海洋竞争力。     

前苏联海洋技术开发简况

前苏联海洋技术开发简况李令华（国家海洋信息中心）前苏联海域辽阔，濒临着大西洋、北冰洋和太平洋的１４个边缘海，海岸线长达４３，０００多公里，大陆架面积１，０００万多平方公里。它是一个海洋大国，是世界上海洋科学技术发达国家之一。１９９１年１２月苏联解体，...     

《极地走航海冰观测图集》书评

正自1984年中国政府首次组织南极科学考察至今,我国已成功开展32个南极考察航次,先后在南极建立起长城、中山、昆仑和泰山站;7次赴北冰洋考察,并在北极建立了黄河站。自2004年第21次南极科学考察时起,随船观测人员开始用数码相机拍摄记录海冰形态,通过十余年的不懈努力,积累了海冰观测图片资料上万幅;又耗时4年,对这些图片进行了细致的分析和分类,精选出特征明显、较有代表性的海冰观测图片,汇编成《极地走航海冰观测图集》。极地海冰在大气与海洋之间物质和能量交换中扮演着重要角色,是全球气候系统的重要一员。极地海-冰-气相互作用及其对天     

民族海洋国土观:国情教育的一个紧迫课题

不久前,报载一条消息,一所高校在大学生中作了一次“国情”知识测验,98％的学生认为,我国国土面积是960万平方公里,几乎没有人提到过我国还有约300万平方公里的“海洋国土”。我们必须看到,在《联合国海洋法公约》生效6年之后、在我国政府于1996年5月15日正式批准《公约》和《公约》将邻近我国约300万平方公里的海洋国土正式赋予我国4年之后,有相当部分大学生仍没有普遍认识到我国在海洋海域中享有的这一重要的权益,没有建立起同这一重大国家权益相一致的海洋国土观念,这怎能不发人深思呢?     

北极快速变化的生态环境响应

北冰洋由于其特殊的地理位置,成为全球变化响应最为敏感的地区。本文聚焦北极海冰变化幅度最大的西北冰洋,从营养盐、叶绿素、浮游植物群落和沉积碳埋藏等变化来讨论海洋生态环境对北极快速变化的响应。尽管太平洋北向流和北极周边河流输入加强可以增加西北冰洋上层营养盐储库,但由于夏季硅藻旺发向沉积物迁出大量生源元素,使得上层营养盐相对亏损,部分海域存在显著的氮限制和硅限制。随海冰减退,尽管夏末海盆区浮游植物呈现小型化趋势,但西北冰洋总体上浮游植物现存量和初级生产力呈现增高的趋势;伴随叶绿素极大层下移、北扩,以硅藻为代表的生物泵过程得以更高效的运转。在沉积物埋藏的有机碳中,除原先北冰洋生态系统占据重要比份的冰藻外,硅藻等藻类的有机碳埋藏也逐渐增加。西北冰洋海洋初级生产力的增加不仅促进了生物泵的运转和碳的埋藏,而且给海洋生态系统提供了更多的食物来源。北极海域目前已成为全球碳源汇格局变化最大、海洋生态系统改变最显著的地区之一。     

北冰洋太平洋扇区碳循环过程对环境变化响应的研究进展与展望

全球碳增汇需求高涨,海冰消退后的北冰洋被期待是一个主要的潜在碳增汇区。北冰洋太平洋扇区因受控于楚科奇海及其邻近海域较高的海洋固碳效率和碳深海封存量,在整个北冰洋碳循环中起着举足轻重的作用。开展该海域碳循环过程对环境快速变化的响应机制研究是实现北冰洋碳汇精准预测的基础。本文重点阐述了楚科奇海及其邻近海域碳循环过程（即海洋对大气二氧化碳的吸收、生物固碳、太平洋入流携带碳经陆架生物地化过程后向深海输出封存的陆架泵）对北冰洋环境快速变化的响应,并提出未来研究需要聚焦的关键科学问题。     

太平洋夏季水对加拿大海盆海冰的影响

近年来,北极海冰发生了大面积减少,减少的原因仍存在着争议。基于2003-2011年的水文和遥感卫星数据,对北冰洋加拿大海盆的太平洋水和海冰进行研究。通过对比2006年和2007年太平洋水位温与海冰密集度的空间分布,发现太平洋水暖异常于2007年1-3月进入加拿大海盆的中部,并可能导致了2007年夏季海冰大面积的融化。2003-2011年,在加拿大海盆的中部,太平洋水位温与海冰密集度存在着时间上的负相关。选取2007年8月,发现两者在空间上也存在着负相关。这很可能说明太平洋水暖异常在流动的过程中,向上输送了热量,在一定程度上,融化了海冰,从而触发海冰-反照率正反馈,导致海冰的减少。因此,通过白令海峡进入北冰洋的太平洋夏季水,对北极海冰面积的减少有着重要影响。     

利用卫星遥感和再分析数据刻画2017-2018年格陵兰北部罕见冰间湖事件

以90%海冰密集度为阈值,基于卫星遥感数据,2017-2018年冰季在格陵兰北部识别了两次冰间湖事件,分别出现在冬季和夏季。冬季的冰间湖事件从2018年2月20日持续至3月3日,夏季的事件从8月2日持续到9月5日。AMSR2被动微波的海冰密集度产品表明,冬季和夏季冰间湖事件对应的最低海冰密集度分别为72%和65%。两次冰间湖事件都与格陵兰北部东西气压梯度异常引起的南风加强有关,而气压梯度的异常则与对流层中部极涡的扰动有关。冬季冰间湖事件期间,相对暖和的气温和频繁出现的冰间湖,导致冬季海冰生长不持续,海冰热力增厚较小,这为夏季海冰发生破碎并形成冰间湖创造了条件。南风减弱和新冰生成是冬季冰间湖消失的主要原因。对于夏季的冰间湖,导致其消失的主要原因则是从北部输入的浮冰增加。Sentinel-1 合成孔径雷达产品相对AMSR2被动微波观测产品更加适合于应用到冰间湖事件伴随的新冰生长,这与前者具有更高的空间分辨率有关。格陵兰北部是北冰洋多年冰的聚集地,该区域被认为是北冰洋海冰的“避难所”。因此区域在2017-2018年出现罕见的冰间湖事件,对于整个北冰洋海冰的快速减少具有重要意义,也助于北冰洋海冰,尤其是多年冰的消退。     

英国海洋事业的新篇章——2009年《英国海洋法》

英国是欧洲大陆西北海岸外的一个大西洋岛国,陆地面积24．25万平方公里,海岸线长1万7千多公里,人口6100多万,其中约30％居住在距离海岸10公里的沿海地带。海洋对英国有着十分重要的意义。据英国2008年资料,英国海洋产业年产值占其GDP的6．8％,海运、海洋油气开发、海洋可再生能源开发等主要海洋产业创造100多万个就业岗位;95％的国际贸易通过海洋运输;渔业捕捞船7000多艘,总吨位居欧盟第二;