南极中山与昭和站重力海潮负荷效应及背景噪声研究

利用南极中山站LCR-ET21重力仪器与昭和站GWR058仪器获得的重力潮汐观测资料,采用最新的三个全球海潮模型(Dtu10,Eot11A和HAM11A)研究了南极地区的海潮负荷效应和背景噪声.结果表明,由三个海潮模型计算的重力负荷均值改正后,中山站O_1和M_2振幅观测残差分别由13.83%和20.55%下降到5.32%和5.95%,昭和站O_1和M_2振幅观测残差分别由10.84%和21.52%下降到1.91%和3.40%,说明海潮负荷改正的有效性.利用加汉宁窗的FFT变换,获得了地震频段的地震噪声等级(SNM),其值分别为1.574(中山站)和1.289(昭和站).而在潮汐频段,中山站的背景噪声比昭和站高一个数量级,主要由不同观测仪器和台站局部环境所致.本文结果可为进一步利用南极重力资料研究局部环境和全球动力学问题提供有效参考.     

南极首次观测到有感地震

1984年9月16日,在南极圈(南纬66度30分以南)的美国麦克马德基地观测到南极观测史上的首次有感地震。与此同时,该基地所在的罗斯岛的埃里伯斯火山,也从13日开始,持续发生了本世纪最大规模的喷发,而且似乎在山腰部位出现了新的喷火口。罗斯岛由火山喷发开始后一直有震群持续发生,这是迄今为止的观测史上未曾有过的。以上情况是由在美国麦克马德基地进行越冬观测合作研究的日本国立极地研究所教授神沼克伊9月20日发来的专线电报中得知的。神沼也惊叹地认为这是“南极极其异常的现象”。     

南极中山站F-lacuna特征分析

F-lacuna是高纬极区电离层测高仪频高图上经常出现的一种F层回波描迹部分或全部消失的现象,直接影响电离层参数的标定,其表征的电离层物理过程尚未定论.利用南极中山站测高仪频高图数据,本文统计分析了Flacuna在不同太阳风速度水平下的发生频率,主要对2012年2月15日一次F2-lacuna观测实例的粒子沉降及电离层特性进行了分析.观测特征表明,F2-lacuna发生期间,电离层电子总含量TEC明显减小,昭和站SuperDARN高频雷达观测到的中山站上空电离层Bragg后向散射增强,但对应来自磁层的电子和离子沉降并不明显.这可能是由磁层亚暴引起的极区电离层电流体系扰动,触发电离层F-B不稳定性,产生沿场向排列的小尺度不规则体,其热效应导致F2层密度减小,F2-lacuna出现.     

中国南极科学考察概况

本文作者曾亲自参加了中国派出的为期四个多月的第二次南极考察队的考察活动。文章简要地介绍了南极的自然概况、各国对南极的考察情况;较详细地介绍了中国对南极的考察情况,包括对地质、地貌、地球物理、天文、海洋水文、气象、海洋生物和冰川等项目的科学考察以及测绘工作,获得了第一手资料,并取得了一系列可喜成果;还介绍了对南极地区地磁变化和地震活动等的观测研究概况等。     

日本伊豆半岛东北部地区与地壳运动有关的地磁变化

１９８９年不市以东近海海底火山喷发之后,１９９０￣１９９２年间,日本中部豆半岛东部地区没有观测到显著的震群活动。但１９９３年１月观测到了１次小的震群活动,并于１９９３年５￣６月又再次观测到了１次引人注目的震群活动。在此次震群活动平静之后几个月,１９９３年９月￣１９９４年２月,在伊豆半岛内陆地区观测到剧烈的地壳运动变化。当伊豆半岛发生这次地壳运动异常变化时,在一些连续的地磁观测点,几乎同时观测到了具     

赴南极考察简报

1982年10月我参加了北伊利诺大学L.D.McGinnis教授在南极的研究项目,于25日到达南极McMurdo基地进行了49天的野外考察,完成了一条50公里长的人工地震测深剖面。然后,我与新西兰的Tim Stern博士等一起,乘直升飞机,分别完成了Ross岛上的重力测量,取得了十个点上的重力资料。于1982年12月13日飞回新西兰。现仅就我所接触到的一些南极资料和研究课题简介如下: 关于地震研究 南极大陆和周围海域通常称为南极板块,是世界上最大的无震活动区之一。1957年的国际地球物理年以后,在南极大陆已经布设了十几个台站。但到目前为止,除了火山活动之外,世界地震     

深深沉思往事的意义,才可以认清现在——纪念国际地球物理年(IGY)50周年,缅怀开拓者

今年,是国际地球物理年(IGY)50周年.这段经历虽然过去了半个世纪,然而,它与新中国的艰苦创业史是那样的紧紧相连,与地球学科发展的新历程如此相依,而记忆犹新.它是上个世纪最辉煌的科学活动而为人们所庆贺.它搭建的认识地球--探索宇宙的科学平台和合作经验,更是光照千秋!     

热带印度洋增暖对南极平流层极涡的影响

过去几十年,在全球变暖的大背景下,全球大部分海洋,特别是热带印度洋,显著增暖．同时,南极平流层极涡呈现发展加深的趋势．以前的模拟结果显示,臭氧耗损的辐射冷却效应是南极极涡加深的主导因子,但模拟的臭氧耗损单独引起的南极极涡加深比实际观测到的要强．这说明有其他因子参与影响了南极极涡的趋势变化,其作用是部分抵消臭氧耗损的影响．是否热带印度洋增暖是其中的因子之一,这个问题还不清楚．利用4个大气环流模式,通过给定理想的、与观测到的强度相当的热带印度洋增暖强迫,进行集合试验,研究了这一问题．结果表明：热带印度洋增暖有利于南半球春、夏季极地平流层增暖、南极极涡减弱,于是倾向于部分抵消臭氧耗损的辐射冷却效应．这一结果能部分解释以前的模拟发现～臭氧耗损单独导致的南极极涡加深比观测到的要强．鉴于平流层变暖不利于极地平流层冰晶云的形成、遂有利于臭氧恢复,现在的结果暗示：在全球变暖的大背景下,气候系统的内部动力调整过程将有利于南极臭氧洞的恢复．     

联合GRACE和ICESat数据分离南极冰川均衡调整(GIA)信号

2002年发射的GRACE重力卫星为南极冰盖质量平衡提供了一种新的测量方式,但由于南极GIA模型的不确定较大,进而影响GRACE结果的可靠性.本文联合2003—2009年的GRACE和ICESat等数据实现了南极GIA信号的分离,联合方法所分离的GIA不依赖于不确定性很大的冰负荷等假设模型,而是直接基于卫星观测数据估算而来的,具有更大的可靠性.在分离过程中,本文提出了冰流速度加权改正法和GPS球谐拟合改正法对GIA结果进行精化,同时引入了南极GPS观测站的位移数据对分离的GIA进行详细的评估和验证,GPS验证表明经过冰流速度加权和GPS球谐拟合双改正后的GIA结果精度明显得到提高.最后本文利用所分离的GIA对GRACE和ICESat结果进行了改正,得到2003—2009年南极冰盖质量变化的趋势为-66.7±54.5 Gt/a(GRACE)和-77.2±21.5Gt/a(ICESat),相比采用其他的GIA模型,本文的GIA结果使GRACE和ICESat这两种不同观测技术得到的南极冰盖质量变化结果更加趋于一致.     

1991年3月24日磁暴期间南极地区地磁脉动的分析

重点分析了1991年3月24日在南极中山站和长城站观测到的丰富的地磁脉动现象,给出了各种地磁脉动发生的时间和主要特征,并对两站各种地磁脉动做了比较分析．这不仅可以认识磁暴期间南极地区向日面与背日面、高纬与中纬地磁脉动的不同表现,也帮助我们了解南极地区磁暴期间地磁脉动形态和磁暴过程的关系。     

南极大陆发现史:从探险家到科学考察

<正>南极大陆被人类发现已100多年了,但是,向南极腹地进军,则是近七八十年的事情。目前,世界上已经有数十个国家在南极建有各类科考站,建站数量较多的有前苏联、美国、英国、阿根廷、智利、日本等。近年来,中国后发赶超,无论是建站数量、规模、设施设备、人员素质、科研水平均居世界前列。     

南极中山站Pc3地磁脉动特征

根据1992年2月9日军1993年2月9日南极中山站地磁脉动观测资料,选出Pc3脉动事件进行分析研究,重点研究南极中山站Pc3脉动的出现频次、频率特性和振幅特性,并对南极中山站记录的Pc3脉动的激发和传播机制进行理论研究.     

南极冰盖物质平衡变化的卫星遥感监测现状与发展趋势

南极冰盖物质平衡对全球海平面变化影响巨大,提高南极冰盖物质平衡估算精度对实现全球海平面变化趋势准确预测至关重要.卫星遥感技术的发展,特别是极地卫星对南极冰盖系统监测能力的提升,有助于认识、保护和利用南极,解决极地科学国际前沿难题.揭示南极冰盖对全球气候环境的响应及其反馈机制,对深化人类对南极的科学认知也具有重要意义.本文首先系统总结了用于南极冰盖监测卫星的发展现状及现有的卫星遥感数据产品序列,然后讨论了运用遥感卫星监测南极物质平衡的主要方法和研究进展,并对南极卫星遥感技术的最新进展进行了分析.最后在我国极地遥感卫星发展方面提出了建议,旨在进一步提升我国对极地冰盖变化和全球海平面上升的长期观测及预测能力,为相关应对策略的制定提供有力的科学支撑.     

日本在东京江东区地下布设观测仪器

日本科学技术厅的防灾科学技术研究所为在东京都江东区地下3000米处设置观测仪器于1991年12月27日开始进行钻探。首都圈的地基松软,而且伴随人类活动的振动很多,所以,捕捉地震前兆现象很难。现已在琦玉县岩槻市、千叶县东葛饰郡沼南町和东京都府中市三处建成了观测竖井(深2000—3000米),持续进行了10年以上的观测。     

南极长城站夏季哨声的观测与分析

在中国首次南极考察期间,我们对哨声和VLF发射进行了37天的连续观测。本文首先对观测设备作了介绍,在对观测资料进行统计分析的基础上就哨声类型、发生率、色散特征等作了描述,然后重点对磁暴期间两天的哨声活动作了较细致的分析,并由此推求出其传播途径上的电子浓度变化。观测到了磁暴期间等离子体层的倒空现象和其后的回填过程。计算表明,倒空的速率为10⁹el/cm²·s,向上的回填通量为5x10⁸ el/cm²·s。     

南极及周边海域的地震活动性

根据国际地震中心(ISC)编修的1964~2002年期间的数据评估了南极及周边海域的地震活动性。几十年来,南极大陆及周边海域被认为是全球的无震区之一。然而,在全球地震台网及区域地震台阵建成之后,在南极大陆及其周边区域监测到了许多构造地震。南极及周边区域可以分为13个地震区,其中3个在陆区,另外10个在海区。威尔克斯地是南极大陆最活跃的区域,在这里监测并定位到了几次小震。在南极周边海域中,120&#176;~60&#176;W扇形区域的地震活动性比别的海区强3倍。这可能主要是应力向南极板块、太平洋板块和纳兹卡次板块形成的复活节岛三重交汇区集中引起的。迪塞普申岛、埃里伯斯山、墨尔本山这3座火山区也是地震活跃区。     

利用卫星测高雷达回波波形确定南极海冰密集度

海冰密集度是描述海冰的重要参数之一.海冰现场数据采集受观测环境和观测范围的限制,难以用于大范围海冰密集度的研究,而测高卫星具有全天时、全天候、大范围、高分辨率和长时间观测等多种优点,可弥补现场观测手段的不足.本文利用测高卫星雷达回波波形与反射面反射特性的关系,进行回波波形的波形分类,提出了利用测高卫星雷达回波波形确定南极海冰密集度的算法.以南极普里兹湾为实验区域,采用该算法由ERS-1/GM回波波形确定其一年和各季节的海冰密集度,并与SSMRSSM/I遥感海冰密集度数据进行比较.结果表明两种方法的海冰空间分布范围和极大海冰密集区一致,因此提供了监测海冰的一种新方法.     

奋进新时代 南极前行者

正在新中国70华诞之际,我国南极科考事业走过了35个春秋。作为一项造福人类的崇高事业,南极科学考察的意义重大而深远。南极科考站的中国科考队员用顽强的意志、坚韧的毅力、沸腾的热血创立了南极精神,以卓越成就向祖国交上了一份满意的答卷。截止到目前,我国已初步建成了涵盖空基、岸基、船基、海基、冰基、海床基的国家南极观测网和"二船四站一基地"的南极考察保障平台。中国用实际行动,成为南极国际治理的重要参与者、南极科学探索的有力推动者、南极环境保护的积极践行者。     

AIRS卫星温度和臭氧廓线在南极的验证分析

利用2008年中山站、Amundesen-Scott(SouthPole)站和Neumayer站为期一年的温度和臭氧探空数据,对AIRS第六版温度和臭氧垂直廓线产品在南极的精度进行了验证.结果表明,AIRS温度与探空温度总体上具有显著的一致性,其中对流层偏差最小(RMSe2℃),近地面温度由于受到下垫面影响偏差略大(RMSe～2℃),平流层偏差较大(2℃RMSe3℃),AIRS温度平均低于探空观测且受季节变化影响显著,秋冬季偏差整体上高于春夏季.AIRS臭氧反演精度在平流层(RMSe～25%)要优于对流层(RMSe～30%),RMSe最大值出现在UT-LS区域(可达40%)且在"臭氧洞"期间明显增大.AIRS产品精度在南极沿岸和内陆存在差异,由于南极地区探空资料较少且主要位于沿海,故在南极内陆地区进行探空观测对于提高卫星资料精度,改善该区域天气预报能力具有重大意义.     

日本将—超高精度观测系统用于东海地震的观测

日本国土地理院和邮政省通讯综合研究所1992年11月16日宣布,从当月23日起,他们将在静冈县御前崎周围共同实施首次采用了甚长基线射电干涉仪(VLBI)的东海地震观测。这种精度极高的观测系统是在两个点上接收来自银河系以外的微电波并利用其到时差来测量地壳位移。据说在日本东海地震的预想震源区内检验板块的具体活动动态,这还是首次。