ENSO循环过程与南极海冰变化

应用1951-2001年ENSO特征指数(NINO1+2、NINO3、NINO4、NINO3.4、SOI)和1973-1998年南极海冰北界范围以及1950-2001年SODA海洋温度资料,分析探讨了ENSO循环过程与南极海冰之间的关系,研究了南大洋和太平洋海表温度与南极海冰之间的内在联系。结果表明,南极海冰变化与ENSO循环过程存在一定联系,特别是东南极海冰的变化与ENSO循环过程较为密切。这种遥相关关系表明,ENSO循环过程不仅与热带海洋自身的海 气相互作用存在密切关系,而且与南极海冰之间也存在一定的联系。当东南极海冰范围出现异常增大和减小时,在时滞一年之后,NINO循环指数将出现减弱和加强,而南方涛动指数将出现加强和减弱。这种相关关系的机制是通过大洋环流这一载体将异常海温向北输送来实现的。南极海冰范围的异常增加或减少,会直接影响南极绕极流的冷暖结构进而影响经向水体输送的异常,从而导致热带和副热带太平洋上层海温场的异常变化,对ElNino和LaNina事件的发生起到推动作用。     

南大洋物理过程在全球气候系统中的作用

南大洋是全球面积最大的一个大洋。传统观点倾向于认为由于南大洋与北半球相距遥远而与北半球气候系统关系不大,其全球性气候效应也较弱,这主要是由于以往对南大洋的了解不足。随着观测分析、数值模拟与理论研究的加强,以及对南大洋的认识不断加深,南大洋的气候效应日益凸显。从南极底层水、南极绕极流、南大洋海冰、南大洋与热带之间的遥相关、以及南大洋对气候变化的响应等多个角度梳理了南大洋物理过程特别是动力过程在全球气候系统中的作用,较为完整地总结了对南大洋气候效应的已有认识,并结合南大洋研究现状对未来有价值的科学问题和潜在的研究热点进行了探讨,以期强调南大洋在全球气候系统中的重要地位,推动南大洋研究不断走向深入。     

南极海冰增加对全球7月气候的影响

采用了OSU两层大气环流模式进行数值试验, 研究了南极海冰增加的气候效应.试验中海温取为气候平均值, 南极海冰作为外强迫源影响大气, 大气响应完全是环流内部调整的结果.调整的途径首先是对外强迫的局地响应--南极下垫面的温度发生变化, 结果使得冬季南大洋绕极低压带的位置偏北、强度增加, 南半球大气以强经向环流为主, 绕极气旋强大活跃.这种变异主要以Rossby波列的形式影响到南半球的中高纬度, 再通过斜压的越赤道气流, 即经向热交换的变化影响到北半球的大气环流, 导致北半球夏季大气环流呈纬向分布, 极地冷空气活动减弱.大气环流的变异又影响到气候诸要素, 反映明显的是越赤道气流在印度洋上的加强和太平洋上的减弱, 使得西南季风加强, 东南季风减弱; 太平洋副高位置的偏北, 导致中国华北、华东和江淮流域少雨、高温, 北美中高纬度严重多雨和低温.     

基于f-x EMD波场分离的绕射多次波压制方法

自由表面多次波压制（SRME）方法是海洋地震数据处理中的关键步骤。当存在崎岖海底条件时,绕射波十分发育,常规SRME算法很难将复杂绕射多次波有效消除。对压制效果较差的多次波进行成因分析,首先基于f-x EMD波场分离算法,将全数据分解为反射部分和绕射部分,再对其进行多次波预测,获得绕射预测多次波子集：反射-绕射预测多次波、绕射-反射预测多次波和绕射-绕射预测多次波。然后,改进常规SRME算法的迭代过程,在SRME的迭代过程中使用与原数据中多次波更加匹配的绕射多次波子集进行多次波压制。与常规SRME算法的对比结果表明,改进的SRME算法在理论数据和实际数据处理中对多次波的压制都取得更好的效果。     

海洋环流解释南极增暖滞后的原因

正2016年5月30日,Nature Geoscience发表题为《南大洋增暖被环极上升流和赤道输送所延迟》(Southern Ocean Warming Delayed by Circumpolar Upwelling and Equatorward Transport)的文章,揭示了近几十年来,南极增暖速度缓慢,原因在于南极绕极上升流和赤道输送的作用。在全球变暖背景下,近几十年来,南极只显示出些许变暖迹象,与北极地区的迅速升温形成了鲜明对比。以前的研究错误地认为,南极海洋增暖滞后是由     

南极海冰与气候

在极区,海冰的形成在海洋上部和大气下部之间构成了新的交界面,改变了大洋表面的辐射平衡和能量平衡,隔离了海洋与大气之间的热交换和水汽交换;海冰冻融过程影响着大洋温、盐流的形成和强度;海冰对南大洋和南极大陆气象、气候有重要的影响,在气候环境系统中起着重要的作用。南极海冰作用区约占南半球雪冰作用区面积的58%,约占地球表面积的3.58%。其中,一年生海冰约占南极海冰区分布面积的83%;其分布面积从夏末2月份最小时的3×106 km2左右,到9月份冬末最大时的18×106 km2左右,一年中季节变化幅度可达15×106 km2,季节变化率>500%。海冰分布区域的年际变化较大。南极海冰区是影响季节和年际全球气候环境变化的重要区域。当前,国际南极海冰与气候研究的核心问题是海冰物理过程和在海冰区的海洋—大气相互作用。结合目前承担的研究课题,对国际南极海冰与气候研究的前沿动态和相关的国际计划进行了综述。     

三极雪冰中铅浓度变化及其污染来源同位素示踪研究进展

铅是一种对人类危害极大的有毒重金属元素,示踪铅的来源是控制铅污染的前提。由于铅同位素在自然过程中难以发生明显的分馏而保留了污染源区的特点,成为追踪铅污染源强有力的“指纹”工具。雪冰作为冰冻圈重要的环境介质,因具有保存大气铅的特征,对雪冰的研究可以重建区域和全球的大气污染变化,探讨过去铅排放的活动历史。本文系统地总结了三极地区(南极、北极、青藏高原及周边地区)雪冰中铅浓度与铅同位素记录、空间分布以及使用铅同位素对雪冰铅源进行识别与解析的相关研究。结果表明：三极地区雪冰铅浓度呈现第三极>北极>南极的空间分布特征,其中第三极北部地区雪冰中铅浓度整体较南部偏高且拥有更低的²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb比值。冰芯环境记录表明,铅污染显著发生在古罗马和中世纪时期、工业革命时期(采矿、冶炼、燃煤)和20世纪下半叶(含铅汽油使用前后),三极地区雪冰中铅浓度峰值主要出现在20世纪70年代左右。铅同位素示踪显示矿物粉尘是三极地区雪冰中铅的主要自然来源,其中南极不同地点雪冰还受到火山活动不同程度的影响。南极雪冰中的铅污染主要来源于澳大利亚和南美洲国家,北极雪冰...     

南极海冰对西北太平洋副高影响途径探讨

通过相关分析,揭示了南极海冰影响西北太平洋副热带高压的可能途径,以及南太平洋副高在其间所起的重要作用.认为海冰影响大气环流的实质在于它改变了经向热量交换的强度以适应南极地区大气热损失总量的变动,其作用在于维持整个极冰-海洋-大气系统的平衡.计算了南半球48°S以北地区低层大气中的平均经向热量交换,证实了上述推论.     

南极地区与全球变化集成研究展望

全球变化是21世纪人类发展面临着的重大课题。近20年来的南极研究为全球变化科学的形成和发展做出了重要贡献,许多证据表明南极地区是全球变化的最敏感指示器之一。南极地区的全球变化集成研究是目前极地科学和全球变化科学研究的重要方向。21世纪,围绕全球变化,国际上对南极地区的研究正朝向具有时间和空间尺度,具有生物、海洋、大气、岩石的圈层作用、星球之间的相互影响以及人类干扰因素等集成的关键过程研究。可以预测,对南极地区的多界面、大尺度、多学科的综合集成研究,将极大地丰富和提高人们对全球气候和环境变化的了解和预测能力。中国也将在国际南极地区与全球变化集成研究中作出自己的努力。     

南极新生代海陆格局变迁对全球气候变化的影响

南极大陆记录了新生代以来地质演化中多次重大地质事件,包括大陆生长、裂解和离散、全球冷却和大陆尺度南极冰盖的发展等。尽管非常重要,但至今关于南极大陆新生代地质演化仍有诸多争论。文章主要针对塔斯曼通道和德雷克海峡贯通过程,系统总结并分析了南极洲、南美洲和澳大利亚的构造、岩浆和沉积演化历史。始新世晚期至渐新世早期开始发育的南极环极洋流（ACC）受德雷克海峡和塔斯曼通道扩张程度的控制。综合分析和对比研究表明,~34 Ma全球气候从"暖室"到"冷室"的转变与ACC开始的时间一致,表明构造通道的打开控制了ACC的发育,进而对全球气候产生了重要影响。最后,简要总结了南极作为一个完整的地球系统,其新生代地质演化如何控制海陆格局的变迁,并提出未来研究需要解决的关键问题。     

The interannual variability of mid-latitude meridional circulation and its teleconnection with Indian monsoon activity

The statistical relationship between the summer monsoon rainfall over all India, northwest India and peninsular India, onset dates of monsoon and the index of mid latitude, (35° to 70°N) meridional circulation at 500 hPa level over different sectors and hemisphere based on 19 years (1971–1989) data, have been examined. The results indicate that (i) the summer monsoon rainfalls over all India, northwest India and peninsular India show a significant inverse relationship with the strength of meridional index during previous January over sector 45°W to 90°E. (ii) The summer monsoon rainfalls over all India and peninsular India show a significant inverse relationship with the strength of meridional index during previous December over sector 90°E to 160°E, (iii) The summer monsoon rainfall over northwest India shows a significant direct relationship with the meridional index during previous May over sector 160°E to 45°W. Significant negative relationships are also observed between the meridional circulation indices of previous October (sector 3 and 4), previous December (sectors 1, 3 and 4), previous winter season (sector 3 and 4) and the onset dates of summer monsoon over India. The meridional circulation index thus can have some possible use for long range forecasting of monsoon rainfall over all India, northwest India and peninsular India, as well as the onset dates of monsoon.     

挡不住的趋势--地研院计算机应用回顾与网络技术的发展

北京矿产地质研究院是有色金属行业应用计算机较早的单位,30年来从国产中型计算机到现今完善的计算机网络系统,完成了大量的科研项目并取得了不少有价值的计算机应用成果与效益.更由于网络技术的发展与普及,使地研院的科研与勘查、管理与经营的层次与水平得到了有效的提高,文章结合地研院计算机应用发展过程的角度阐述现代计算机网络的基础概念与应用发展.     

南极考察回顾及今后极地研究展望

中国在南极建立了长城站和中山站,建成了中国极地研究所、国家极地档案馆和中国极地数据信息管理系统,拥有2万吨级的运输和科考两用的破冰船,已派出12支南极考察队,先后有5条远洋考察船11次赴南极,航行了25万海里,运送了2000多人次科学工作者和工程技术人员赴南极考察,完成了中国首次南大洋综合科学考察、“七五”和“八五”南极科考计划,开展了包括气象学、地球物理学、高空大气物理学、电波传输等常年观测以及冰川、地质、地貌、环境、测绘、地矿、生物学、人体医学、海洋学等多学科考察与研究,采集了大量宝贵的资料、标本、数据。我国科学家发表了数十部极地研究专著,填补了该研究领域的国内空白,其成果分别获得国家和部委科技进步奖、自然科学奖,有些研究成果已达到了国际先进水平。我国极地“九五”科考计划,将着重完善基础设施,围绕全球变化、环境监测和保护,争取在我国极地考察研究的一些优势项目中有所突破。     

地应变固体潮对微渗漏作用的动力贡献研究

目前国内外对构造应力作用下地球内部流体运动的规律与特征的研究已经很多 ,但面向地应变固体潮对地壳微裂缝系统的微渗漏作用影响的研究尚属空白。地球在太阳、月球的引力作用下 ,一方面在其表面的海洋、湖泊形成直观的潮汐现象 ;另一方面固体地球自身还形成肉眼无法看到的粘弹性形变 ,称为固体潮。固体潮不仅能引起重力变化、地面倾斜和地面伸缩等地球物理现象 ,而且还为地壳内微裂缝系统提供了永恒的、周期性的伸缩开合变化的动力 ,大大提高了流体在微裂缝系统中微渗漏的规模和距离 ,造成流体中物质元素的迁移和变化的地球化学现象。文中主要阐明了地壳裂缝系统和流体微渗漏作用的客观存在 ,探讨并总结了地应变固体潮对微裂缝系统的应力作用特点以及为流体微渗漏作用所作出的重要动力贡献 ,并将固体潮与地球化学有机联系在一起 ,从理论上说明流体携带包含深部矿藏 (体 )信息的特征元素或物质完全有可能通过微渗漏作用迁移至地表并形成该元素或物质的地球化学异常 ,为当前的地表土壤法、地气法、电提取法、电吸附、吸附丝等多种地球化学找矿方法提供可信的理论依据。     

The potential effect of cementitious colloids on radionuclide mobilisation in a repository for radioactive waste

Colloid-facilitated transport of contaminants could enhance the release rate of radionuclides from the cementitious near field of a repository for radioactive waste. In the current design of the planned Swiss repository for intermediate-level radioactive waste, a gas-permeable mortar is employed as backfill material for the engineered barrier. The main components of the material are hardened cement paste (HCP) and quartz aggregates. The chemical condition in the backfill mortar is controlled by the highly alkaline cement pore water present in the large pore space. The interaction of pore water with the quartz aggregates is expected to be the main source for colloids. Colloid transport is facilitated due to the high porosity of the backfill mortar. Batch-type studies have been performed to generate colloidal material in systems containing crushed backfill mortar or quartz in contact with artificial cement pore water (ACW) at pH 13.3. The chemical composition of the colloidal material corresponds to that of calcium silicate hydrates (CSH). Batch flocculation tests show that, after about 20 days reaction time, the concentration of the CSH-type colloids is typically below 0.1 mg l⁻¹ due to reduced colloid stability in ACW. Uptake studies with Cs(I), Sr(II) and Th(IV) on a CSH phase (initial C:S ratio=1.09) have been carried out to assess the sorption properties of the colloidal material. The influence of uptake by colloids on radionuclide mobilisation is expressed in terms of sorption reduction on the immobile phase (HCP). Sorption reduction factors can be estimated on the assumption that the sorption properties of the colloidal material are either similar to those of the CSH phase or HCP, and that sorption is linear and reversible. A scaling factor accounts for the higher specific surface area of the colloidal material compared to the CSH phase and HCP. At colloid concentration levels typically encountered in highly alkaline cement pore waters, colloid-induced sorption reduction is predicted to be negligibly small even for strongly sorbing radionuclides, such as Th(IV). Thus, no significant impact of cementitious colloids on radionuclide mobilisation in the porous backfill mortar is anticipated.     

南极和北极地区在全球变化中的作用研究

近半个世纪的调查基本揭示了极地在地球系统中的作用。两极保持了世界 99%的冰川 ,相当于全球淡水的 78% ,全部融化将使地球海平面上升 70m。极区又是世界气候系统中最活泼的组成 ,通过其冰盖、大气和周围海域的强烈耦合过程而影响全球。同时 ,南极上空臭氧空洞的出现 ,北极地区冻土带的北移等都表明全球变化也在明显地影响着两极。中国 2 0年来对南极的考察过程中 ,建立两个南极科学考察站 ,拥有极地考察破冰船 ,1999年开展了中国首次北极科学考察 ,对南北极的区域特征及其在全球变化中的作用提出了新的认识。     

空间信息统计学应用系统在广西大厂长坡区的应用研究

结合广西华锡集团的重点科技攻关项目“广西大厂矿田地质矿产数据库的建立与开发”选题,以空间信息统计学这一边缘交叉学科的理论为指导,以先进的VisualBaisc为开发工具,开发出了以Windows98或Windows NT为操作平台的“空间信息统计学应用系统——SISAS系统”。并重点介绍了该系统在大厂长坡区的运用,认为该系统的应用为研究矿体自然状态的三维空间特征提供了新的研究手段,并为描述具有空间结构的自然现象提供了一些新的思路。     

南极沿岸固定冰观测与研究述评

南极固定冰的变化能够直接反映南极的局地气候变率,因此是数值模式验证的理想载体,对固定冰的观测研究结论也能用于评估南极海冰的年际变化。现今国际上对南极固定冰的观测和研究日渐丰富和深入,并逐渐形成了由多个国家参加的联合观测网。就海冰厚度、冰芯结构、表面辐射收支等现场测量和相机、卫星等遥感观测方面,总结了目前国内外南极固定冰观测的技术手段和研究进展,并分析了不同空间尺度上的南极固定冰年际变化特征。对南极固定冰观测研究目前存在的问题和未来的发展方向进行了探讨。