南极温度的时空特征及其与我国夏季天气的关系

本文利用南极地区20个站1958—1983年逐年逐月温度资料和同期南方涛动指数、北半球高度场资料及我国大范围温度和降水资料,对南极地区冷暖变化规律及其与北半球大气环流和我国夏季降水的关系进行了初步分析。发现南极地区的温度和南方涛动都存在准3年振荡,我国华北地区的夏季温度与前期和同期南极大陆的温度存在显著的遥相关。 当南极大陆夏季温度偏高时,翌年我国华北地区夏季降水往往偏多,东北地区夏季温度偏低,反之亦然。     

南极海冰的时空变化特征

依据Hadley中心提供的全球海冰密集度格点资料 ,利用诊断分析方法 ,对近 35年来南极海冰的时空变化特征进行了研究。研究表明 ,在南极地区 ,海冰平均北界和海冰总面积的变化基本一致 ,可以用海冰北界来研究南极海冰的时空变化特征。南极海冰最多和最少期分别出现在 9月和 2月 ;威德尔海和罗斯海地区海冰最多、变化最大 ,南极半岛地区海冰最少 ,变化也小 ;近 35年来环南极地区的海冰有明显的减少趋势。南极海冰变化的时空多样性十分明显 ,存在着 5个变化不同的区域 ,其中有两个区域近 35年来海冰范围扩大 ,面积增加 ,而另三个区域则海冰范围缩小 ,面积减少。不同区域的海冰都存在着较明显的 2- 3年和 5- 7年主振荡周期。南极海冰时空变化特征的研究对进一步认识南极地区海 冰 气相互作用的物理过程 ,讨论南极海冰变异与大气环流和天气气候的关系有重要意义     

南极海冰问题评述:观测

海冰通过其对地面反照率的作用以及对大气和海洋之间热交换的局地障碍和对世界海洋环流的作用在全球热平衡和气候变化中起着重要的作用。南极海冰又因其极为显著的时空变化引起越来越多的关注。海冰的观测是海冰研究的重要内容 ,本文综述了南极海冰观测的发展过程 ,着重介绍了卫星在探测南极海冰方面的重要进展 .     

南极海冰导温系数与孔隙率关系初探

利用南极中山站附近固定冰不同季节的温度垂直廓线,冰芯盐度、密度数据,基于Cox等发展的冰内孔隙率计算方法,获得冰内孔隙率的垂直廓线。再通过建立分布参数系统最优控制模型,优化辨识在无热源条件下冰内温度垂直廓线对应的海冰导温系数。通过比较7种冰导温系数同孔隙率的关系,选择出海冰导温系数和孔隙率的最优关系式。用该关系式对同一地点不同年份的海冰进行温度垂直廓线计算,比较辨识的导温系数同孔隙率的关系相对于前人理想海冰模型中的导热系数、比热等公式计算对应条件的海冰垂直温度廓线的优势。两种计算结果说明,辨识得到的关系所引起的偏差在趋势和量级上同理想模式计算的结果相同,但辨识得到的关系更简洁,且更具有物理背景。     

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

对１９９２年４月至１２月间中山站近海岸海冰营养盐状史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协度的校正。结果显示,海冰中多数层次的硝酸盐浓度低于水下表层海水的浓度,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。     

南极海冰遥感现场对比实验

南极海冰区是影响全球气候 -环境变化的关键区域之一 ,卫星遥感资料是获取大区域海冰地球物理特征参数的最有效的手段。但是 ,在南半球晚冬-初春期间 ,卫星遥感反演的海冰资料的误差较大 ,精度较低。 2 0 0 3年 9- 1 0月 ,由澳大利亚南极局组织 ,包括中国等 7个国家 ,1 4个研究单位的科学家参加 ,以澳大利亚破冰船“南极光号”为现场工作平台 ,在东南极季节海冰带 ,通过与美国宇航局 (NASA)、日本宇宙开发促进会合作开展的卫星、飞机、船、冰站立体联合观测 ;对AMSR E等卫星遥感产生的海冰地球物理参数 (海冰密集度、雪盖厚度、海冰物理温度等 )进行地面详细验证 ,建立遥感数据与地面实测数据的统计关系 ,以发现各种卫星资料反演算式的使用范围和局限性 ,为改进卫星资料反演算式提供依据。     

南极罗斯海2012年夏季海冰特征分析

利用卫星海冰密集度资料和船基海冰走航观测数据分析了2012年12月至2013年3月南极罗斯海海冰密集度、厚度和浮冰尺寸等参数的时空变化特征。12月下旬罗斯海西侧浮冰区南北向宽约1 000 km,沿雪龙船航线平均密集度在5成以上,平均海冰厚度为100 cm,平均冰上积雪厚度为16 cm,高密集度区域主要为尺寸较小的块浮冰(2—20 m)和小浮冰(20—100 m),低密集度区域主要为大尺寸浮冰(500—2 000 m)。1月和2月罗斯海大部分海域无海冰覆盖,3月海冰迅速冻结,下旬即覆盖整个罗斯海。SSMIS和AMSR2两种卫星遥感数据均能较好反映航线上的真实海冰密集度状况,AMSR2产品与观测符合更好。与1978—2012的气候平均值相比,观测区在2012年夏季冰情偏重。本文的分析结果可帮助我们了解罗斯海海冰的时空特征,为中国后续罗斯海科考提供参考。     

南极海冰区冰藻类群及兴衰过程

本文总结了国际上对南极冰藻类群及其生理生态特性的多年研究成果 ,结合我国科学家在南极长城站以及在戴维斯和中山站的越冬研究 ,阐述了南极海冰区的冰藻类群及其形成机理 ,对冰藻的形成、存活、旺发和消亡过程进行讨论 ,并对大洋浮冰区和近岸固定冰区冰藻类群的生态特性进行对比 ,提出了今后有待进一步深入研究的领域     

近30年南极海冰的变化特征

采用NCEP的1973-2002年南极海冰密集度资料,对近30年南极海冰冰密集度的季节变化、年际变化及其与南极海冰涛动指数的长期变化关系进行了分析研究。结果表明,南极海冰的季节变化特点是海冰融化速度远大于凝结速度,而北极海冰融化速度与凝结速度基本相同。南极海冰存在着明显的年际变化,海冰面积指数呈增加趋势,年平均倾向率为28/10a。而北极海冰年际变化则相反,呈减少趋势,年平均面积指数的倾向率-3.5/10a。南极海冰涛动指数能代表南极地区近1/3的海水变化,是南极海冰变化的重要指数,具有10年、3-5年和2年左右的准振荡周期。     

Contrasting climate change in the two polar regions

The two polar regions have experienced remarkably different climatic changes in recent decades. The Arctic has seen a marked reduction in sea-ice extent throughout the year, with a peak during the autumn. A new record minimum extent occurred in 2007, which was 40% below the long-term climatological mean. In contrast, the extent of Antarctic sea ice has increased, with the greatest growth being in the autumn. There has been a large-scale warming across much of the Arctic, with a resultant loss of permafrost and a reduction in snow cover. The bulk of the Antarctic has experienced little change in surface temperature over the last 50 years, although a slight cooling has been evident around the coast of East Antarctica since about 1980, and recent research has pointed to a warming across West Antarctica. The exception is the Antarctic Peninsula, where there has been a winter (summer) season warming on the western (eastern) side. Many of the different changes observed between the two polar regions can be attributed to topographic factors and land/sea distribution. The location of the Arctic Ocean at high latitude, with the consequently high level of solar radiation received in summer, allows the ice-albedo feedback mechanism to operate effectively. The Antarctic ozone hole has had a profound effect on the circulations of the high latitude ocean and atmosphere, isolating the continent and increasing the westerly winds over the Southern Ocean, especially during the summer and winter.     

Temperature and precipitation changes in Extensive Hexi Region,China, 1960–2011

Global climate change has been evident in many places worldwide. This study provides a better understanding of the variability and changes in frequency, intensity, and duration of temperature, precipitation, and climate extremes in the Extensive Hexi Region, based on meteorological data from 26 stations. The analysis of average, maximum, and minimum temperatures revealed that statistically significant warming occurred from 1960 to 2011. All temperature extremes displayed trends consistent with warming, with the exception of coldest-night temperature(TNn) and coldest-day temperature(TXn), which were particularly evident in high-altitude areas and at night. Amount of precipitation and number of rainy days slowly increased with no significant regional trends, mainly occurring in the Qilian Mountains and Hexi Corridor. The significance of changes in precipitation extremes during 1960–2011 was high, but the regional trends of maximum 5-day precipitation(RX5day), the average precipitation on wet days(SDII), and consecutive wet days(CWD) were not significant. The variations in the studied parameters indicate an increase in both the extremity and strength of precipitation events, particularly in higher-altitude regions. Furthermore, the contribution from very wet precipitation(R95) and extremely wet precipitation(R99) to total precipitation also increased between 1960 and 2011. The assessment of these changes in temperature and precipitation may help in developing better management practices for water resources. Future studies in the region should focus on the impact of these changes on runoffs and glaciers.     

重新审视珠江三角洲海面升降问题

针对近年学界和传媒对全球气候变化和海面升降的关注与争议,特别是对珠江三角洲海平面上升的预估,认为必须严肃对待,重新审视.通过分析广东地下埋藏古树蕴含的古气候信息,认为存在400年左右的冷暖周期;现代进入暖周期,加上工业化温室气体增加而引起全球升温.根据珠江三角洲典型潮位站长期和新近19年的观测记录,对珠江三角洲未来数十...     

夏季南极固定冰单轴压缩强度及试样破碎规律研究

2012年11月—2013年4月中国第29次南极科学考察期间,针对南极夏季固定冰单轴压缩性质开展了研究。使用冰芯钻直接在平整冰层钻取力学试样,取样冰厚为149 cm,其中颗粒冰、柱状冰和片状冰分别占采样冰芯总长度的15.4%、72.5%和12.1%;单轴压缩试样只采用柱状冰部分,加工好的力学冰样尺寸为直径9 cm,长度为18 cm;共设置5个试验温度(-2、-4、-6、-8和-10℃),加载应变速率在10-6—10-2s-1。利用统计方法分析试验结果,建立了南极夏季海冰单轴压缩强度与孔隙率和应变速率的关系式,以及综合考虑应变速率和温度影响下的单轴压缩强度定量表达式;同时,基于分形理论对单轴压缩试样破碎块分布规律进行了分析,结果显示碎块长度分形维数随着温度和应变速率的降低有增大趋势。在特别低应变速率下海冰试样整体发生蠕变时,无法采用分形方法讨论海冰内部破碎程度。     

粮食安全视角下中国历史气候变化影响与响应的过程与机理

基于现代全球变化研究中关于脆弱性和粮食安全的概念,把历史时期的粮食安全分解为粮食生产安全、粮食供给安全、粮食消费安全3个层次,以气候变化直接影响粮食生产水平为起点,分析气候变化-农(牧)业收成-食物的人均供给量-饥民-社会稳定性的驱动-响应链中的关键过程,指出气候变化影响的驱动-响应关系不能归结为简单的因果关系,诸如耕地、人口、政策、外来势力都会对气候变化的影响起着放大或抑制的作用。     

秦岭南北地区环境变化响应比较研究

利用气象水文部门截止1999年的气象水文实测数据,计算分析在气候变暖过程中中国秦岭具有的区域响应分界意义。由于气候变暖,在百年时间尺度上,通过旱涝指数分析证明秦岭以北进入干旱期,秦岭以南为湿润期;在10年时间尺度上,陕南气温变化较小,而关中气温增高较快,陕南与关中年均气温差值变小;关中和陕南降水量差值变小,二者同时干旱或陕南更干旱,反映出秦岭在气候变化中显著的分界作用。气候变暖,渭河与汉江年径流系数同步减小,其中渭河径流系数由50年代的02下降为90年代的01以下,渭河流域已变为少水带,即相当于气候上的干旱区。秦岭以北地区较其以南地区环境干暖化的趋势更明显,这对于认识全球变化的区域响应差异有参考意义。     

Temperature variation and its driving forces over the Antarctic coastal regions in the past 250 years

By comparing the oxygen isotopic temperatures recorded by many shallow ice cores from the coastal regions of Antarctica, this paper presents the special characteristics of the temperature variations over the Antarctic coastal regions in the past 50 years, 150 years and 250 years. In the past 50 years, the isotopic temperatures recorded in the ice cores over different sites on the Antarctic coastal regions differ greatly. For instance, although increasing isotopic temperatures have been reported for many sites studied, many sites show decreasing trends, the regional regularity in temperature variations is still insignificant. In the past 150 years, the isotopic temperature trends in the coastal regions of Antarctica show an alternate-distributing pattern. In the past 250 years, all the ice cores from the coastal regions of Antarctica have recorded the so-called Little Ice Age (LIA). The above-mentioned spatial characteristics of the temperature variations over the Antarctic coastal regions are likely to reflect the impacts of the unique Southern Hemisphere atmospheric circulation, the Antarctic Circumpolar Wave (ACW) and the special terrain (such as the large drainage basins) on the coastal regions of Antarctica. Furthermore, the impacting intensity of the unique Southern Hemisphere atmospheric circulation, the Antarctic Circumpolar Wave and the special terrain differs in terms of the temporal scale of the temperature change.     

中国自然地理学中的气候变化研究前沿进展

气候学是自然地理学的重要组成部分;过去气候变化和当代气候增暖的影响与适应研究是中国自然地理学在气候变化领域的2个主要研究方向。本文综述了这2个研究方向的主要进展,包括：分别简述研究的意义、发展历程与主要科学问题;梳理总结中国过去气候变化重建与时空特征分析,历史时期气候变化的影响,全球增暖背景下中国气候区划变动特征,全球增暖对中国自然生态系统、水资源、农业等方面影响的区域差异,气候变化的综合风险区划等方面的前沿进展,特别是在各方面所取得的主要科学认识;以期为未来的深入研究,特别是编制相关领域和学科发展战略提供参考。     

Temperature variation and its driving forces over the Antarctic coastal regions in the past 250 years

By comparing the oxygen isotopic temperatures recorded by many shallow ice cores from the coastal regions of Antarctica, this paper presents the special characteristics of the temperature variations over the Antarctic coastal regions in the past 50 years, 150 years and 250 years. In the past 50 years, the isotopic temperatures recorded in the ice cores over different sites on the Antarctic coastal regions differ greatly. For instance, although increasing isotopic temperatures have been reported for many sites studied, many sites show decreasing trends, the regional regularity in temperature variations is still insignificant. In the past 150 years, the isotopic temperature trends in the coastal regions of Antarctica show an alternate-distributing pattern. In the past 250 years, all the ice cores from the coastal regions of Antarctica have recorded the so-called Little Ice Age (LIA). The above-mentioned spatial characteristics of the temperature variations over the Antarctic coastal regions are likely to reflect the impacts of the unique Southern Hemisphere atmospheric circulation, the Antarctic Circumpolar Wave (ACW) and the special terrain (such as the large drainage basins) on the coastal regions of Antarctica. Furthermore, the impacting intensity of the unique Southern Hemisphere atmospheric circulation, the Antarctic Circumpolar Wave and the special terrain differs in terms of the temporal scale of the temperature change.