构建极地“三大平台”推动“数字极地”建设——908专项“数字海洋”极地研究中心节点成果与应用

极地科学数据作为极地科学考察活动所产生的原始性、基础性数据及其实验分析研究结果,具有重要的科学价值、经济价值和社会价值。我国极地科学考察和研究持续开展了20多年,采集了大量极地科学数据,这些数据是国家花费大量的人力、物力和财力取得的,是我国极地研究的基础,     

构建极地“三大平台” 推动“数字极地”建设——908专项“数字海洋”极地研究中心节点成果与应用

<正>极地科学数据作为极地科学考察活动所产生的原始性、基础性数据及其实验分析研究结果,具有重要的科学价值、经济价值和社会价值。我国极地科学考察和研究持续开展了20多年,采集了大量极地科学数据,这些数据是国家花费大量的     

908专项:"数字海洋"极地研究中心节点成果与应用

我国极地科学考察和研究持续开展了20多年,采集了大量极地科学数据,这些数据是国家花费大量的人力、物力和财力取得的,是我国极地研究的基础,得来不易、非常宝贵,有必要进行科学管理、深入挖掘和充分利用.但是,这些数据正面临着保存不善、管理缺失甚至流失等问题,更谈不上充分利用,原因是多方面的.     

908专项:"数字海洋"极地研究中心节点成果与应用(续)

极极"三大平台"的建立,基本奠定了极地信息化的信息基础、技术基础、应用基础和服务基础,标志着极地基础数据支撑、专题应用和公众服务体系的逐步形成和完善,说明一个能支撑极地基础数据、空间信息和专题应用的基础平台的初步建成,以及极地数据共享平台和空间应用服务平台的初步建立.极地"三大平台"的规划设计,从根本上解决了极地信息化...     

浅谈加强我国极地科学考察数据质量管理的对策

开展极地科学考察对于探索地球科学规律、应对全球气候变化、推动经济可持续发展、开发和保护海洋资源、造福人类社会都有重要意义,而数据是极地科学考察重要的成果和资源,加强其质量管理至关重要.文章分析了我国极地科学考察数据质量管理的现状和存在的问题,借鉴国内外先进数据管理方法和经验,提出加强极地科学考察数据质量管理的对策.     

极地海岸带调查及前沿问题探析

文章提出了“极地海岸带”这一概念,并从海岸带内涵的视角深入阐述了极地海岸带的定义和范围,全面分析了极地海岸带的特殊性和重要性。从调查监测技术发展和涉及学科领域两个角度梳理总结了与极地海岸带相关的调查监测实践。同时,分析了极地海岸带调查研究的前沿问题,提出了极地海岸带资源生态要素的调查监测发展方向,即充分利用遥感和现场探测手段,以较低成本来探明大空间尺度和长时间序列下的极地海岸带区域资源环境生态要素与时空变化特征。最后,构建了“双源数据挖掘-空间耦合模拟-区域综合评估-影响模拟预测”的知识与技术体系,为我国构建极地海岸带区域资源生态管理与保护政策体系提供科技支撑。     

极地综合管理与应用服务平台建设研究

为满足我国极地事务职能部门信息应用的更高要求,本文提出了基于应用集成框架、GIS、三维可视化等多种信息技术,建立极地综合管理与应用服务平台的建设思路。通过整合现有的极地信息系统和数据资源,开发极地考察活动管理、项目管理、能力建设、政策研究以及信息服务等功能,为极地考察业务提供统一管理和信息服务的综合性平台。     

南极极地锋季节变化特征研究

WOA13是一种平均格点化数据,它覆盖范围广,时间序列长,对于研究海洋锋的分布范围、季节变化、锋面结构有着很好的效果。利用WOA13季节平均温度数据,选取0.25经纬度网格数据,对南极洲极地锋进行了季节变化特征研究。以绝对梯度的最大值连线画出锋线具体位置,对比不同季节断面T-D分布图的差异,得到了南极极地锋的锋面结构、强度等季节变化信息。南极极地锋的锋面变化随着南极冷水的季节变化而不断伸缩,最大锋面强度位置也因此而改变,具有明显的季节变化特征。     

2007与2008年夏季北极海冰变化特征及原因的对比分析

2008年进行的中国第三次北极科学考察是我国响应国际极地年(IPY)计划的一个重要组成部分.通过本次考察我们在物理海洋、海洋化学、生物海洋学、地质及地球物理等领域取得丰富的数据.国家海洋环境预报中心承担航线保障及海冰观测任务,预报和观测的同时,积累了大量现场气象和海冰观测数据及卫星云图资料.本文利用这些数据,结合极地共享数据及历史观测资料和再分析数据,对2008年夏季北极地区大气、海冰的特征进行综合分析,同时,通过对2008年与2007年夏季北极大气环流的比较分析,研究在全球变暖的背景下,影响北极夏季海冰分布的主导因素.     

南极长城湾海洋环境实时监测系统

受极区冰雪覆盖的影响,南极海洋环境调查通常采用船基调查方式,并且在南极夏季进行,无法获取长期连续实时数据,很大程度上制约了极地海洋科学研究。针对这一现状,在国家"十一五"863计划的支持下,研制了极地岸基海洋环境实时监测系统。该系统由水下测量系统、数据传输及供电系统、数据接收系统组成,能够监测温度、盐度、深度、p H、有效光合辐照度(PAR)、氧化还原电位(ORP)、叶绿素、海流等要素,并实时传输到岸基数据处理系统,数据经处理后可传回国内。自布放在南极长城湾以来,该系统已累计获取了近18个月的实时连续观测数据,为极地海洋科学研究提供了重要支持。     

Crustal structure between the Knipovich Ridge and the Van Mijenfjorden (Svalbard)

Marine Geophysical Research - The Alfred Wegener Institute of Polar and Marine Research, the University of Bergen and Hokkaido University acquired new seismic refraction data along a transect from...     

Polar marine biology science in Portugal and Spain: Recent advances and future perspectives

Polar marine ecosystems have global ecological and economic importance because of their unique biodiversity and their major role in climate processes and commercial fisheries, among others. Portugal and Spain have been highly active in a wide range of disciplines in marine biology of the Antarctic and the Arctic. The main aim of this paper is to provide a synopsis of some of the results and initiatives undertaken by Portuguese and Spanish polar teams within the field of marine sciences, particularly on benthic and pelagic biodiversity (species diversity and abundance, including microbial, molecular, physiological and chemical mechanisms in polar organisms), conservation and ecology of top predators (particularly penguins, albatrosses and seals), and pollutants and evolution of marine organisms associated with major issues such as climate change, ocean acidification and UV radiation effects. Both countries have focused their polar research more in the Antarctic than in the Arctic. Portugal and Spain should encourage research groups to continue increasing their collaborations with other countries and develop multi-disciplinary research projects, as well as to maintain highly active memberships within major organizations, such as the Scientific Committee for Antarctic Research (SCAR), the International Arctic Science Council (IASC) and the Association of Polar Early Career Scientists (APECS), and in international research projects.     

Effects of Eddy Variability on the Circulation of the Japan/East Sea

The effect of mesoscale eddy variability on the Japan/East Sea mean circulation is examined from satellite altimeter data and results from the Naval Research Laboratory Layered Ocean Model (NLOM). Sea surface height variations from the Geosat-Exact Repeat Mission and TOPEX/POSEIDON altimeter satellites imply geostrophic velocities. At the satellite crossover points, the total velocity and the Reynolds stress due to geostrophic mesoscale turbulence are calculated. After spatial interpolation the momentum flux and effect on geostrophic balance indicates that the eddy variability aids in the transport of the Polar Front and the separation of the East Korean Warm Current (EKWC). The NLOM results elucidate the impact of eddy variability on the EKWC separation from the Korean coast. Eddy variability is suppressed by either increasing the model viscosity or decreasing the model resolution. The simulations with decreased eddy variability indicate a northward overshoot of the EKWC. Only the model simulation with sufficient eddy variability depicts the EKWC separating from the Korean coast at the observed latitude. The NLOM simulations indicate mesoscale influence through upper ocean-topographic coupling. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

1998~2017年国际北极地区海洋科学研究文献计量与发展态势

北极拥有其独特的地理位置和战略价值,同时也是全球变暖最关键的敏感区,世界各国针对北极地区制定了一系列政策计划,并开展了多年的北极海洋科学研究。基于Web of Science数据库收录的1998~2017年SCIE文章,采用文献计量与引文分析的方法与工具,分析了13784篇北极海洋科学研究的整体态势与热点前沿,结果表明：①全球北极海洋科学研究呈现出加快增长趋势,近5年的发文已经翻了一番,年均发文在689篇以上; ②环北极八国是该领域研究的主要力量,美国遥遥领先其他国家,挪威、丹麦研究基底深厚但近年发展稍缓,英国、德国是主要的非北极研究国,瑞典、法国的论文质量均衡,中国、波兰、格陵兰和荷兰则是该领域的后起之秀; ③俄罗斯科学院在本领域发文最多但文章质量良莠不齐,德国极地与海洋研究所、丹麦&格陵兰地质调查机构与挪威海洋研究所的第一作者与通讯作者研究占比高,哥本哈根大学、德国极地与海洋研究所、华盛顿大学在该领域科研影响力较大; ④全球海洋科学研究主要涉及地质学、海洋学、环境生态学、自然地理学、地球化学与地球物理学以及气象学与大气科学等领域,研究热点包括北极气候变化与极端天气、冰川消融与海平面上升、北极生态系统特征结构、北极海洋酸化与污染防治等方面。随着“一带一路”、“冰上丝绸之路”和《中国的北极政策》白皮书的发布,建议我国针对本国情况制定综合性北极科研计划,并注重科研机构间跨部门、跨领域的研究合作,加强与环北极国家和“一带一路”国家的合作,加大科研投入并开展国际规模的科学考察活动。     

极区卫星跟踪浮标在北极科学考察中的应用

介绍了两套极区卫星跟踪水文气象自动观测浮标的研制目的、结构组成与功能，以及在中国第二次北极科学考察中的现场布放和应用。同时也介绍了由美国进口的ZENO冰浮标的结构、功能和布放情况，并将极区卫星跟踪浮标和美国ZENO冰浮标做了相应的比较和分析。     

北极海冰密集度预报对大气强迫敏感性的个例研究

A regional Arctic configuration of the Massachusetts Institute of Technology general circulation model （MIT-gcm） is used as the coupled ice-ocean model for forecasting sea ice conditions in the Arctic Ocean at the Na-tional Marine Environmental Forecasting Center of China （NMEFC）, and the numerical weather prediction from the National Center for Environmental Prediction Global Forecast System （NCEP GFS） is used as the atmospheric forcing. To improve the sea ice forecasting, a recently developed Polar Weather Research and Forecasting model （Polar WRF） model prediction is also tested as the atmospheric forcing. Their forecasting performances are evaluated with two different satellite-derived sea ice concentration products as initializa-tions： （1） the Special Sensor Microwave Imager/Sounder （SSMIS） and （2） the Advanced Microwave Scanning Radiometer for EOS （AMSR-E）. Three synoptic cases, which represent the typical atmospheric circulations over the Arctic Ocean in summer 2010, are selected to carry out the Arctic sea ice numerical forecasting experiments. The evaluations suggest that the forecasts of sea ice concentrations using the Polar WRF atmo-spheric forcing show some improvements as compared with that of the NCEP GFS.     

GPM微波成像仪资料同化对台风“麦德姆”路径预报的影响研究

基于中尺度数值模式WRF及其三维变分同化系统,自主构建了新的探测仪器GMI(Global Precipitation Measurement (GPM) Microwave Imager)的同化模块。本文以2014年太平洋台风季中台风“麦德姆”为例,实现了GMI资料在登陆台风中的有效应用。试验结果表明:晴空条件下GMI资料同化能够对模式背景场中的台风位置进行有效修正。与没有同化该资料的控制试验相比,同化GMI微波成像仪资料可以有效改进台风暖心结构的分析,同时使得台风涡旋环流结构增强,并进而提高了对台风路径的预报水平。     

个性化大地测量报表服务的实现

报表服务是大地测量信息系统的一项基本功能,但往往会因为格式的微小调整而导致系统的整体重构。首先分析了当前报表生成方法的缺点,提出了基于XML相关技术生成报表的新思路;然后介绍了以XML为基本语法的统一数据交换接口,屏蔽了各种报表数据源的差异;重点讨论了如何运用XSL技术将接口文件变换成通用的HTML,并对报表中的图形信息用SVG进行描述,从而将报表转换成通用浏览器可以识别的信息模型;最后对此技术进行了实践。通过在系统外部更改报表样式文件,能够实现报表服务的个性化,增强系统的扩展性。     

实体数据模型在航行指南信息组织中的应用

针对当前海图表达航行环境不完备、多种有效信息不能有效集成等不足,提出利用实体数据模型构建航行指南信息数据库的方法。文中介绍了实体数据模型,提出了航行指南信息数据集成的组织方法,构建了航行信息数据模型,并开发了航海图文信息系统,实现了航行指南信息的管理查询和应用。实验表明,基于实体数据模型的航行指南信息组织方法正确、有效。     

赤道太平洋海域上层海洋热含量及其变化机制的诊断分析

基于1992—2015年国际共享的ECCO v4 (Estimating the Circulation and Climate of the Ocean Version 4)同化产品,利用热含量控制方程定量地诊断赤道太平洋(118°E—75°W, 5°S—5°N, 0～300m)和Ni?o 3.4区(170°W—120°W, 5°S—5°N,0～80m)这两块区域热含量变化机制。对于去掉季节平均后的年际变化,在赤道太平洋地区,时间趋势项主要由经向输送和海表热通量项共同驱动。通过5°N断面的输送决定了时间趋势项的幅值和正负符号。在Ni?o3.4区,时间趋势项主要由海表热通量项和热量输送项共同驱动,其中垂向输送对总输送贡献最大。赤道太平洋地区经向热量输送异常领先于Ni?o3.4区垂向热量输送异常,这解释了在年际尺度上赤道太平洋热含量异常领先Ni?o3.4指数变化的原因。尽管EP(Eastern Pattern)型El Ni?o和CP(Central Pattern)型El Ni?o有许多不同之处,合成分析表明,两类El Ni?o的共同点为:在赤道太平洋地区,两类El Ni?o事件的热量输送异常在发展期和衰退期由经向输送主导;在Ni?o 3.4区, EP型El Ni?o和CP型El Ni?o的热量输送在发展期和衰退期由垂向输送主导。