基于SAR数据的南极冰山分布监测

随着全球气候变暖,冰架崩解事件的发生愈益频繁.冰架崩解产生的冰山是南极冰盖-冰架-海洋系统中活跃的组成部分,冰山的运动特征和时空分布对南大洋洋流循环、海洋生态以及水文系统有着非常重要的影响.因此利用卫星遥感监测冰山运动与变化信息,探究冰山崩解和消融过程,研究南极冰山分布,以及冰山和周围海洋环境之间的相互作用机制,是理解南极冰山变化与全球气候变化之间关系的关键.本文利用覆盖全南极海岸线的ENVISAT ASAR影像,基于简译软件的面向对象的多尺度图像分割算法实现了全南极近岸海域冰山对象的提取.利用2006年8月63期ENVISAT ASAR影像提取了32 267座面积大于0.06 km²的冰山,统计了冰山空间分布特征,研究发现南极小型冰山在全南极淡水输入中扮演着重要的作用.     

南极何以有“绿色冰山”

在南极地区的水域航行,船员们常常能看到一座座巨大的冰山在水面上漂浮而过。如果幸运的话,他们还可以在这冰山群峰之中偶尔发现非同寻常的“绿色冰山”,这种冰山远望一片翠绿,仿佛万木葱茏,充满生机,在这银装素裹的极地世界中,即使是一小块绿色也会给人们带来无限惊喜和诧异。     

近20年极地气象考察业务

2004年是我国自主组织南极考察20周年。受国家南极考察委员会委托,中国气象科学研究院与国家海洋局海洋预报中心及南极考察办公室合作,1985年在南极半岛建立了中国长城气象站 (89058,62°13′S,58°58′W,10 m)、1989年在南极大陆建立了中国中山气象站(89573,69°22′S, 76°22′E,14．9 m),在两站开展了常规地面气象观测和天气报发送、站区天气预报服务、气象卫星高分辨图像(HRPT)接收等业务;在中山站进行Brewer大气臭氧和紫外辐射(UV-B)等要素的观测;还进行南极考察航渡期间气象观测和预报服务。随着中国南极考察向南极冰盖内陆延伸,中国气象科学     

南极,最难得的人生体验——记沈阳观象台副台长杨宝伟

20 0 1年 11月 15日 ,沈阳观象台副台长杨宝伟带着南极中山站气象常规观测、观测系统更新、风观测塔更新、观测仪器维修及身为副站长的组织管理和党务工作等一系列任务 ,告别了家人、亲友和同事 ,踏上雪龙号科考船 ,从上海出发 ,开始了艰难的南极之旅。作为 1名气象测报工作者 ,十几年来 ,杨宝伟每天都与温湿压风 ,冰霜雨雪等气象术语打交道 ,然而这次南极之行 ,却让他对这些专业术语有了浸入肺腑的认识和体会。南极之行最大的威胁和障碍就是风暴、气旋和冰山。避风暴、躲气旋、绕冰山 ,使得原本漫长的路途变得更加曲折凶险。特别是在穿越西…     

冰山正在对抗气候变化

正一项新研究显示:在对抗全球变暖的过程中,冰山的影响虽小,却是值得注意的对抗同盟。有些漂浮的冰山开始时像康涅狄格州那么大,甚至更大,在陆地上作为冰川的一部分移动时刮起岩石碎块。一旦冰山到达海洋,开始融化,就会在缺乏营养的南极周围水域释放出大量溶解的铁和其他营养素。这些营养素滋养了处于海洋食物链最底层的浮游植物,这些浮游植物是含有叶绿素的微生物,在生长过程中吸收温室气体——CO_2。不久前,研究人员在Nature Geoscience杂志在线版     

南极东部高原夏季大气垂直结构分析

利用中国第28次南极内陆考察队在东南极冰盖最高点Dome A获取的2012年1月南极夏季20次珍贵的GPS探空资料,对该地区的大气垂直结构和边界层特征进行了研究。结果表明:南极高原对流层中部平均垂直温度递减率为5.2℃·km-1,低于全球平均对流层中部的递减率(6.5℃·km-1),递减率(LRT)对流层顶平均高度和平均温度分别为4.6 km和-51.3℃。水汽主要集中在距地2 km以下的对流层中。边界层中存在多层逆温结构,强逆温层出现在500 m以下高度,边界层平均高度为890 m,并具有早晩低、午间高的日变化特征。     

复杂地形下局地山谷风环流的理想数值模拟

利用计算流体力学手段,结合基于气象站观测事实并理想化的初始条件,对重庆复杂地形下局地山谷风环流进行高精度数值模拟,探讨因复杂地形而导致的热力差异对山谷风环流形成的影响。结果表明,仅仅由地形高低起伏导致的热力差异能够在局地形成山谷风环流。在白天,受太阳辐射作用,山坡升温幅度比山谷明显,在同一海拔处形成温度差异,形成谷风环流。理想的谷风在山脊两侧坡度较大的近地面最为明显,风速可达0. 15 m·s~(-1),但在山坡和山谷地势较为平坦的区域则不显著。在凌晨,山谷的保温作用明显,且山坡辐射冷却较强,故产生由山坡吹向山谷的山风环流。模拟的山风特征与谷风基本一致,但强度稍小(0. 1 m·s~(-1)),方向相反。扩大山坡与山谷热力差异的敏感性试验表明,白天的谷风环流能明显增强,近地面全风速可达0. 4 m·s~(-1),且对应的垂直速度以及边界层高度均有所增加;但晚上山风环流的增强则不明显。     

南极涛动和南极绕极波的年代际变化

用1951年1月～2002年12月共624个月的海平面气压、 温度和850 hPa西风的NCEP再分析资料, 分析定义了南极涛动指数 (简称AAOI) 和850 hPa的南极涛动西风指数 (简称Uaaoi), 并讨论了它们的长期变化趋势和年代际跃变及其对南极绕极波的影响。结果表明, AAOI和Uaaoi的变化非常相似, 两者的同期相关系数高达0.218 (624个月), 超过了99.9%信度检验。当AAOI为高指数时, Uaaoi也为高指数, 即西风增加; 当AAOI为低指数时, Uaaoi也为低指数, 即西风减弱。AAOI和Uaaoi都有明显的长期趋势, 倾向率分别为0.01915/10 a和0.009249/10 a。1972年是跃变点, 跃变前AAOI的年平均值为-3.9691 hPa; 跃变后为2.9107 hPa。而在60°S 附近, 跃变前年平均西风为-1.09 m/s, 跃变后为0.93 m/s, 二者差达2.02 m/s。它们的主要振荡周期为3～5年。对50°S～60°S平均纬圈的海平面气压 (sea level pressure, 简称SLP) 和温度 (624月) 作3～5年滤波, 它的经度时间剖面图表明: 近50多年来南极绕极波均为自西向东的行波, 绕南极一周跃变前约4.4年, 跃变后约3.6年。南半球的SLP和温度经3～5年滤波后, 它的EOF展开第一特征向量的空间型表明: 跃变前以3波振动为主, 跃变后以2波振动为主。     

1979年以来南极平流层冬季变暖

极地气候比其他区域有着更为显著的变化,这不仅反映在极地近地面和对流层,也同样反映在平流层。使用NCEP/NCAR、NCEP/DOE和ERA40月平均再分析资料,研究了南极平流层温度和位势高度的年代际变化趋势。结果表明,自1979年以来在冬季南极平流层存在变暖的趋势。分析NCEP/NCAR和NCEP/DOE再分析资料的结果是变暖主要出现在7—10月,最大增温位于30hPa,27a(1979—2005年)的最大增温幅度超过7℃。分析ERA40的结果是变暖主要出现在6—9月,较NCEP/NCAR和NCEP/DOE早1个月,最大增温位于平流层上层(5和3hPa),23a(1979—2001年)的最大增温幅度超过10℃。在平流层高层,最大增温位于极区中心;在平流层中低层,最大增温位于极区外围偏向澳大利亚一侧。伴随着温度的升高,南极平流层的位势高度也存在升高的趋势。在NCEP/NCAR和NCEP/DOE再分析资料中,最大位势高度升高位于10hPa,27a里的升高幅度超过450m。ERA40给出的结果相对弱一些,23a里的最大升高幅度接近300m。进一步的计算结果表明,进入南半球平流层的波动通量也有增加的趋势,可能是平流层波动增强导致了向南极的残余环流增强,与之相关的极圈内下沉运动也随之增强,下沉运动产生绝热加热,从而造成南极平流层增温和位势高度升高。     

气象科技动态

南极冰川正在高速流失 由日本宇宙航空研究开发机构和美国航天局科学家组成的研究小组近日发现,南极冰川正在高速流失,部分冰川正以每天4—5m的速度流入海中。