南极长城湾底层海水温度季节变化特征分析

本文使用南极长城湾 1 987年 3月至 1 988年 2月连续观测资料 (每小时观测一次 ) ,对该海湾底层海水温度的季节变化特征进行了分析研究     

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。     

“雪龙2”号冰区表层海水采集系统的设计与实现

表层海水采集系统是现代科学考察船装备的基础科考设备,通过连续水样采集,可以为走航观测设备、实验室以及培养容器连续提供表层海水,并获取表层海水pCO_2、温度、盐度、叶绿素、营养盐等基础数据。南、北极科考要求表层海水采集系统在南北极浮冰区以及南大洋区域提供实时、高保真以及连续的表层海水。由于极地考察海域的特殊性,表层海水采集系统常会遇到问题,如:在浮冰区经常被碎冰堵塞吸口导致无法正常供应表层海水、海洋生物在管道内附着导致管道污染、海水在输送过程中升温导致无法保持其原位状态、管道生锈污染海水等。为解决上述问题,"雪龙2"号在"雪龙"号的基础上,对防冰堵、海水高保真、实时性、防海生物污染等几个关键技术点进行重点设计,成功建成了一套可在冰区连续运行作业的表层海水采集系统,经过中国第36次南极考察一个航次实践,大概率降低冰堵情况的发生,获取了大量珍贵的科考数据。     

川东地区早中三叠世海水碳氧同位素特征及其成钾意义

早中三叠世是地球发展史上的一个特殊时期,主要在于其特殊的海陆分布及气候特征,其海水的演化特征一直为人们所关注。文章对四川盆地东部地区的 85个碳酸盐岩碳、氧同位素地球化学特征进行了研究,也对海水原始性进行了分析和判断,同时对海水原始性好的样品进行了碳氧同位素的测试,并运用其结果对古水温进行了估算。研究结果表明,四川盆地东部早中三叠世海相碳酸盐岩沉积期海水温度比较高,飞仙关组期的平均温度为 42.30℃,嘉陵江组期的平均温度为 43.89℃,雷口坡组期的温度为 43.61℃。这与该区测试的石盐流体包裹体的均一温度具有一致性,说明当时早中三叠世的古海水具有较高的温度,高温的气候特征有利于海水的蒸发和浓缩,为钾镁盐的形成提供了气候条件。     

北极阿蒙森湾冬季冰下海水结构及对流混合研究

使用加拿大环北极冰间开放水道研究计划从2007年11月至2008年1月底整个极夜期间对北极阿蒙森湾的考察数据,研究了没有太阳加热条件下冰下海水的对流混合。结果表明,冬季冰下海水结构以对流混合为主要形式,混合层的深度达到数米至数十米。发生对流混合时并没有出现静力不稳定性现象,对流混合层密度小于下层水体密度,此处的对流混合不同于前人的发现,它是由于卤汁的不连续排放造成的。混合层的温度与海水的冰点非常接近,由结冰导致的密度对流所形成。跃层以下海水的温度也在持续下降,文中认为是通过跃层与上混合层交换热量导致的。在冬季的前期,混合层的厚度与混合层的盐度有很好的对应性,但晚冬两者有明显差别,混合层厚度趋于减小。通过对三个位置接近站位的观测结果表现对流混合层的演化规律,体现了对流混合层在整个冬季温度持续降低、盐度持续升高的特征。     

楚科奇海悬浮体含量分布及其颗粒组分特征

对中国第四次北极科学考察在楚科奇海获取的悬浮体样品进行悬浮体及其颗粒组分特征的分析,旨在了解楚科奇海悬浮体分布、成因特征以及其沉积学意义。研究发现,楚科奇海中部悬浮体浓度最低,而在靠近白令海峡的南部海域和中北部海域,中下层海水中发现两个悬浮体浓度高值区。楚科奇海阿拉斯加沿岸和巴罗峡谷底层海水中,悬浮体浓度相对较高。扫描电镜分析结果显示,楚科奇海南部和中北部中下层海水中的悬浮体,主要以硅藻为主,但这两个海域的硅藻优势种明显不同。阿拉斯加沿岸和巴罗峡谷中的悬浮体,以生物碎屑为主。结合楚科奇海温度、盐度资料,楚科奇海南部和中北部高浓度悬浮体分别受经白令海峡夏季入侵的太平洋海水和楚科奇海冬季残留水的控制,而阿拉斯加沿岸和巴罗峡谷中下层的悬浮体,则受阿拉斯加沿岸流的控制。     

2011年初冬南极普里兹湾冰间湖区上层水体结构演化研究

利用5头活动于南极普里兹湾的象海豹携带的CTD观测获得的2011年3—6月埃默里冰架前缘冰间湖区域海水温盐剖面数据, 研究了该海域上层水体结构在初冬的演化过程。结果显示, 可将该演化过程分为三个阶段：第一阶段海水温度从层化到均匀, 3月下旬次表层仍维持暖水特征, 随着表层海水冷却作用, 次表层暖水逐渐消失, 上下水体温度趋于均匀并接近冰点, 温度剖面从“逆温型”演变到“均匀型”; 第二阶段海水盐度从层化到上下均匀, 也就是从“均匀型”演变到“渐变型”, 海水结冰析盐过程使上层海水盐度增加, 增强垂直对流混合, 上下层盐度达到均匀; 第三阶段冷却结冰持续, 海水盐度继续增大, 形成盐度随深度减小, 温度随深度增大的“渐变型”结构。根据温盐剖面数据计算三个阶段的海-气之间的热通量分别是－90.93、－82.20和－43.44 Wm^-2。考虑海水盐分的增加主要源于海冰形成, 由此推算三个阶段内平均的海冰形成速率分别是5.4、4.9和2.5 cm d^-1。在南极初冬时期, 随着海水上层低温高盐化演变持续, 海水向大气释放的热通量逐渐减少, 海冰形成速率也呈减少趋势。     

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。     

基于温度和电导的地下水-海水交互作用研究

以中山大学珠海校区滨海水循环综合试验基地2006年12月到2007年3月地下水排泄区井群井水和海水温度、电导数据为基础,计算井水和海水温度平均值及变差系数,发现研究区域地下20m处存在含水层与海洋联通现象。使用混合比(End member mixing analysis,EMMA)、Mallet小波分解重构、互相关计算以及频谱分析等方法,对D5井水中混合海水含量以及海水对D5井作用机制进行研究,结果表明:D5井水中海水所占比例为9%~16%,海水对D5井能量贡献比为31%(其中12%通过海水-井水混合实现,19%通过介质传导实现);D5中海水混合比的变动相对潮汐站水位变化存在5.5h相位延迟,其变化趋势及显著周期大致与潮汐站水位变化情况一致。     

珠江口东岸地区海水入侵三维溶质数值模拟研究

在建立水文地质概念模型的基础上,运用FEFLOW软件建立珠江口东岸地区海水入侵三维溶质模型,并利用研究区水位和水质的动态观测资料对模型进行识别和校正。运用模型进行情景模拟,预测现状开采条件下地下水的水质演化趋势。预测2010年,第四系含水层海水入侵面积为115.98km2,基岩裂隙含水层海水入侵面积为89.36km2,2020年,第四系含水层海水入侵面积为106.83km2,基岩裂隙含水层海水入侵面积为82.76km2。预测结果表明:在现状开采条件下,第四系和基岩裂隙含水层海水入侵程度有所缓解,海水入侵面积逐渐减少,Cl-高浓度区域逐渐变小。     

南极长城站潮汐特征分析

本文使用南极长城站 1 987年 3月至 1 988年 2月连续观测资料 (每小时观测一次 ) ,对这里的潮波系统、潮汐类型、潮时、潮差和水位等潮汐特征进行了分析描述     

1999/2000年夏季环南极表层海水叶绿素a和初级生产力

中国第 1 6次南极考察期间 ,作者随雪龙船于 1 999年 1 1月 2 2日至 2 0 0 0年 1月 1 8日从澳洲西南部到达东南极普里兹湾 ,后经南印度洋 -南大西洋 -德雷克海峡 -南大西洋 -南印度洋返回普里兹湾。航渡中定时采集表层海水 ,进行水温、盐度、营养盐、浮游生物现存量和光合作用速率的现场观测 ,研究环绕南极海域表层水叶绿素 a和初级生产力的分布特征。结果表明 ,南大洋表层水营养物质、浮游生物现存量和初级生产力分布具明显的区域性特征 ,南极辐合带以南的南极水营养盐浓度高于亚南极水和亚热带水。叶绿素 a浓度与营养物质的分布趋势一致 ,南极水、亚南极水和亚热带水的平均叶绿素 a浓度分别为 1 .77、1 .40和 0 .2 1 μg/dm3。在环绕南极的大洋中 ,南大西洋海域营养物质丰富 ,海水最为肥沃 ,叶绿素 a浓度和初级生产力高于南印度洋和德雷克海峡。在短期往返东南极 -西南极 -东南极的航渡观测中 ,由于南极夏季水温的升高 ,陆缘冰融化 ,冰藻释放 ,长城湾至普里兹湾的西 -东向航渡中观测的初级生产力、浮游植物细胞丰度、叶绿素 a浓度和光合作用同化数分别比普里兹湾至长城湾的东 -西向航渡中高 1 45%、1 1 3%、68%和 1 8%。与 1 0年前的观测结果比较 ,南大西洋仍为高生物量和高生产力海区 ;1 999/2 0 0 0     

腾格里沙漠周边地区1960-2012年气候变化特征

根据腾格里沙漠周边地区9个气象站点1960-2012年逐月平均气温、平均最高气温、平均最低气温、降水量、平均相对湿度、日照时数和平均风速的观测资料,利用线性回归、滑动平均和Mann-Kendall突变检验分析了该区1960-2012年气候变化特征。结果表明:1960-2012年,腾格里沙漠周边地区年平均气温以0.34 ℃/10a的速率呈显著上升的趋势,并于1989年发生显著突变;从季节变化来看,冬季升温幅度最大,达0.52 ℃/10a;年平均最高、最低气温均呈显著上升的趋势,但是年平均最低气温的升温速率0.44 ℃/10a明显大于最高气温升温速率0.25 ℃/10a,增暖的不对称性导致年平均气温日较差以0.18 ℃/10a的速率显著减小。年降水量以1.08 mm/10a的速率增加,但变化趋势不显著,四季降水量均有不同程度的增加;湿润指数的变化亦不显著,年、春季、夏季和秋季湿润指数均有减小趋势,冬季湿润指数有增加趋势;年、季平均风速皆呈显著减小的趋势,年平均风速减小的速率为0.15 m·s^-1·(10a)^-1,日照时数以5.6 h/10a的速率呈不显著的增加趋势,各季节日照时数有不同的变化趋势,春季和夏季日照时数呈增加趋势,而秋季和冬季的日照时数呈减小趋势。     

Comparison of temperature extremes between Zhongshan Station and Great Wall Station in Antarctica

Although temperature extremes have led to more and more disasters, there are as yet few studies on the extremes and many disagreements on temperature changes in Antarctica. Based on daily minimum, maximum, and mean air temperatures(Tmin, Tmax, Tmean) at Great Wall Station(GW) and Zhongshan Station(ZS), we compared the temperature extremes and revealed a strong warming trend in Tmin, a slight warming trend in Tmean, cooling in Tmax, a decreasing trend in the daily temperature range, and the typical characteristic of coreless winter temperature. There are different seasonal variabilities, with the least in summer. The continentality index and seasonality show that the marine air mass has more effect on GW than ZS. Following the terminology of the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC AR5), we defined nine indices of temperature extremes, based on the Antarctic geographical environment. Extreme-warm days have decreased, while extreme-warm nights have shown a nonsignificant trend. The number of melting days has increased at GW, while little change at ZS. More importantly, we have found inverse variations in temperature patterns between the two stations, which need further investigation into the dynamics of climate change in Antarctica.     

南极长城湾夏季领鞭毛类的分布和丰度

本文分析了长城湾夏季作为异养微型浮游生物主要类群的领鞭毛类（ｃｈｏａｎｏｆｌａｇｅｌａｔｅｓ）的生态分布和丰度。共记述７个属的１１个种。领鞭毛类是长城湾夏季的一个丰富的类群，其总丰度在５．１×１０３－５．３×１０４细胞／升范围。但其最大丰度和最大叶绿素ａ浓度不在表层，而分别在２０米和３０米水层。在垂直丰度上领鞭毛类显现随叶绿素ａ浓度而增减的趋势。根据对４０组数据的回归分析表明：长城湾夏季领鞭毛类总丰度和叶绿素ａ浓度之间存在着正相关关系。长城湾夏季领鞭毛类四个优势种Ｂｉｃｏｓｔａｓｐｉｎｉｆｅｒａ，Ｃｒｉｎｏｌｉｎａａｐｅｒｔａ，Ｄｉａｐｈａｎｏｅｃａｍｕｌｔｉａｎｎｕｌａｔａ和Ｐａｒｖｉｃｏｒｂｉｃｕｌａｃｉｒｃｕｌａｒｉｓ广泛地分布于自表到底的各水层中，占各水层领鞭毛类总丰度的９０％以上。Ｂ．ｓｐｉｎｉｆｅｒａ是表层最丰富的种类，占表层领鞭毛类总丰度平均值的４１％。Ｄ．ｍｕｌｔｉａｎｎｕ－ｌａｔａ在１９９１年１月２５日的２０米水层达到２．２×１０４细胞／升的单种最大丰度     

厦门站气温非均一性订正及其变化特征对比分析

利用逐步多元线性回归法和差值法相结合对厦门站1954~2007年逐年/月平均、最高和最低气温进行非均一性订正,订正值分别为0.84、0.72和0.65℃。对比分析订正前后气温的年际和季节变化趋势。订正后的气温资料分析结果显示:年均、最高和最低气温都呈快速增温趋势,倾向率依次为0.25、0.33和0.18℃/10 a,即54 a内约分别增温1.4、1.8和1.0℃;春夏秋冬四季平均、最高和最低气温也呈现快速增温趋势,其中以冬季增温最显著;年、季平均最高气温增温率都比最低气温快使得气温日较差以0.15℃/10 a速率增大。     

南极长城站微生物考察

198 6- 1 987年中国第三次南极考察中 ,对南极长城站空气、陆上和海滨的微生物作了考察。长城站野外空气中的微生物含量较低 ,海洋性微生物为 1 4 8.7CFU/ m3 ,陆源性微生物为 1 7.9CFU/ m3 ,表明野外空气相当洁净。室内空气微生物数比室外及野外均高得多 ,霉菌的检出率和含量都不高。微生物因人群活动和环境的不同而异。陆上的微生物含量次序是 :冰雪 <湖水 <原土等。海滨的微生物含量相当多 ,>1 0 3 CFU/ cm3 (或 g)。长城站的微生物组成有 1 1属以上 ,包括偶见的芽孢杆菌。温度试验结果表明 ,野外的大部分菌株适于低温生活。没有发现能在≥2 5℃的温度中存活者。低温是控制长城站微生物生态的一个重要因子。在长城站这类环境中 ,低温微生物对物质转化和循环发挥着持久的重要作用     

普里兹湾地区近10年来的气候变化特征

利用中山站 1 989年建站以来和澳大利亚戴维斯站同期气象资料 ,分析了普里兹湾地区短期气候变化过程及其特征。结果表明 ,该地区温度变化存在明显的降温倾向 ,两站降温趋势均为 - 0 .0 66℃ /a ,其结果与整个南极地区温度变化趋势相反。降温倾向的主要特点是月平均温度以秋季下降幅度最大 ,夏季则为升温 ,最高温度存在升温倾向 ,最低温度呈现降温趋势。该地区月平均温度波动很大 ,极端异常过程中月平均温度偏高或偏低达到 1 0℃左右 ,与南极大陆地面高压和绕极低压中心位置及范围的异常分布关系密切。     

1988／1989年夏季南极长城海湾生态环境观测

自１９８８年１１月至１９８９年３月，对南极长城湾（６２°１３′Ｓ，５８°５７′Ｗ）中５个站位的水温、ｐＨ值、海水透明度、水下照度、水中和海冰中叶绿素含量、磷酸盐含量、亚硝酸盐和硝酸盐含量等理化要素，每月进行１至２次不定期的常规测定。在整个调查期间，海水温度变化范围在－１．６～２．２°Ｃ之间，ｐＨ值变化范围在８．０～９．１之间，海水中叶绿素ａ的变化范围在０．３０～１．４８ｍｇ／ｍ３之间，叶绿素ａ的最大值出现在１１月２６日５号站的表层水中，海冰中叶绿素ａ的含量远远高于海水中的含量，海冰中叶绿素ａ的变化范围在２．５５～５６．８４ｍｇ／ｍ３之间。磷酸盐含量变化范围在１．０２３～２．１８７μｇＰ／Ｌ，亚硝酸盐含量变化范围在０．０９３～０．１８６μｇＮ／Ｌ之间，硝酸盐含量变化范围在１３．３０８～２６．５８４μｇＮ／Ｌ之间。本文对以上结果作了初步探讨