南极大陆的火山和干谷

越过浩瀚的南大洋,就是一片完全为冰雪所覆盖着的土地,那就是南极大陆。然而,在这个由冰和雪统治着一切的世界里,你怎么也不会想到,还有火山在涌动呢!如果说水火不相容的话,那么冰和火就更难同时存在了。然而在南极,冰川和火山却是谁也奈何不了谁的邻居,这听起来似乎有点不可思议。     

1980—2015年夏季南大洋亚南极锋和极地锋的长期变化研究

本文利用再分析月均海洋温盐数据,分别采用基于物理现象和固定温盐量值的锋面识别标准,探究1980—2015年夏季(1—3月)亚南极锋(Subantarctic Front,SAF)和极地锋(Polar Front,PF)的变化特征。对此时段的长期变化,两类标准给出了基本一致的结果。在绕极平均意义上,SAF和PF的位置虽然存在南北向摆动,但是在1980—2015年并没有显著的长期移动趋势。在整个空间场上,锋面的位移幅度、稳定性和长期移动趋势均有明显的区域差异性,在经过大的地形障碍区时,锋面较稳定,位移幅度较小,而在深海盆区和脱离地形约束的下游,锋面稳定性较低,且经向位移幅度较大。SAF和PF稳定性最高、长期移动趋势最小的区域分别位于印度洋扇区和大西洋扇区。SAF在太平洋扇区的东部海盆区有较显著的长期移动趋势,且南北向位移均存在,PF在印度洋扇区以向极移动为主。在年代和年际尺度上,两类标准给出的结果存在一定的差异,进而分别对两类识别标准的适用性进行了讨论。对于PF来说,温度现象类标准总体上稳定性更高,优于等温线标准。     

南极普里兹湾及邻近南大洋水体N_2O分布特征

利用中国第25、26次南极科学考察航次获得南极普里兹湾及邻近南大洋附近水样,采用顶空气相色谱法分析其中N_2O含量,结果表明普里兹湾陆架水体N_2O浓度较低,介于13.2―17.4 nmol·L~(-1),且呈现不饱和状态,饱和度异常值为-7%;而普里兹湾附近南大洋水体中N_2O浓度较高,介于15.5―23.3 nmol·L-1,除表面一层极薄的不饱和层外,中层至底层水体相对工业革命前大气浓度为高度过饱和状态。该区域N_2O的分布格局与复杂的水团特性和水文过程有密切关系。N_2O含量不饱和的普里兹湾陆架水(SW)和绕极深层流(CDW)混合下沉形成南极底层水(AABW),可能为温室气体N_2O提供向深层海洋输运的通路。这个过程为大气N_2O提供了一个汇的机制,使南极近岸水体成为大气N_2O的汇区。     

国际协调南大洋多学科研究的新动向——关于参加SCAR南大洋研讨会的情况报告

应南极研究科学委员会(SCAR)“物理学常设科学组”下设的“南大洋海洋学学组”召集人、“SCAR南大洋研讨会”组委会主席、意大利南极计划局Mechele Colacino教授的邀请，笔者于2003年10月22-24日参加了在罗马召开的“SCAR南大洋研讨会”。     

南极乔治王岛早第三纪古气候

根据植物化石证据,在早第三纪早、中期,南极乔治王岛地区曾出现过温暖、潮湿的气候,作者认为,当时南半球各板块的相对位置以及由此而引起的洋流的变化,很可能是造成这种温暖气候的主要原因。     

南大洋普里兹湾沉积物中锗的含量与分布

本文利用中国第21-27次南极考察期间获得的沉积物样品,对南大洋普里兹湾沉积物中锗（Ge）的含量以及分布特征进行了初步研究。结果表明：普里兹湾表层沉积物中总Ge（Getotal）的含量在1.14×10-6~2.35×10-6之间变化,平均含量为1.71×10-6,最高值出现在湾外深海区P3-9站,最低值出现在湾内冰架边缘附近的P4-13站。在研究海域表层沉积物中生源Ge（Gebio）占Getotal的百分含量在16-68%之间变化。在表层沉积物中Gebio与Getotal分布变化趋势总体上相近,以67°S为界均呈现湾外高于湾内的趋势,在柱状沉积物中Ge的垂向分布呈现表层高于底层趋势。在普里兹湾湾内非冰间湖区域的表层沉积物中Gebio与生物硅（BSiO2）呈现一定的正相关,在P3-16站位柱状沉积物中Gebio与BSiO2垂向分布相似。     

南大洋船载走航式ADCP资料的技术处理和技术措施以及多学科应用

雪龙号于1995年中国第12次南极科学考察开始进行现场观测至今,已经取得了9个南大洋航次的和2个北冰洋航次的ADCP走航观测数据。然而,这些数据仍多以原始数据的形式存储于数据库中。本文以雪龙号船载ADCP和船载相关辅助设备的性能为基础,结合其导航数据,根据对南大洋海洋学基本状况的了解,综合选择国内外先进的技术和方法,提出了走航式ADCP原始资料处理的基本流程：资料检验、时间修正、数据入库、质量控制、标定、旋转修正、船速船位计算等程序和技术处理。以此流程对1995－1999年四个雪龙号南极航次ADCP原始资料进行了处理,并以处理后的数据分层计算了海流,获得了沿航线的上层至500 m深度中的海流绝对流速数据集,和各航次、各航段、逐层的海流矢量图。结果显示,除高纬区域外, 总体数据质量可信度较高。根据这次数据处理的经历,提出了未来取得更客观、精确的ADCP测流数据的技术性建议。此外,本文还阐述了ADCP资料的多学科分析和应用的国际进展,例如用于海洋生态学和海水悬浮体的研究等。     

南极发现冰下大湖——东方湖

从南极传来一个前无所知的信息一东南极洲巨大洋盖下存在一个面积巨大的冰下湖。     

南大洋及相邻温带海域夏季小型浮游动物的摄食作用

小型浮游动物在海洋食物网中扮演着重要的角色。2012年12月—2013年3月,利用稀释培养方法开展了南大洋及温带海域小型浮游动物对浮游植物的摄食实验研究。结果表明,浮游植物的生长率为0.04—0.89 d~(–1),小型浮游动物对浮游植物的摄食率为0.07—1.29 d~(–1)。浮游动物日摄食量占浮游植物现存量的6.4%—72.5%,对浮游植物初级生产力的摄食压力也较大,为14%—776.9%。尽管本实验中浮游动物的摄食率可能被高估,但在南大洋及温带海域生态系统中,小型浮游动物对浮游植物仍具有重要的调控作用。     

利用卫星数据估算南大洋海-气CO2通量的展望

本文简述了南大洋在全球碳循环系统中的重要作用以及极地海域海洋CO2通量现场实测数据调查的局限性和存在问题,借鉴国外学者在大洋利用卫星数据估算海-气CO2通量的研究成果,结合我国在南极积累的二十多年的大洋考察资料,展望我国在南大洋进行相关碳通量估算的研究前景。总的基本思路是:从海表层水CO2分压和其相应的调控因子之间推导出经验公式,通过最佳的插值方式由卫星遥感数据外推整个计算海域的CO2数据场,与实测数据做比较,计算碳通量。     

夏季南极普里兹湾碳的生物地球化学循环Ⅰ:DOC的含量与分布

本文通过南极第15次科学考察,对夏季普里兹湾的溶解有机碳(DOC)进行研究.结果表明:调查期间普里兹湾及邻近海域DOC平均含量较高,表层含量在68.23-125.92μM之间变化,平均值为102.32μM,大于典型的大洋表层DOC含量(70-80μM).垂直分布表明水体上层DOC含量高于底层,在25-50m附近含量出现最高值.在普里兹湾及邻近海域难降解有机物是DOC的主要部分,经估算湾内难降解DOC含量92.34μM占总DOC的77%,湾外难降解DOC含量为76.89μM,占总DOC的82%.     

南大洋净初级生产力的时空变化及影响因素分析

南大洋作为全球大洋中重要的碳汇区,分析其净初级生产力(NPP)的分布及变化趋势对气候变化研究具有重要的意义。利用2003—2016年的南大洋NPP数据分析其空间分布情况、季节变化特征及近期变化,并结合海表面温度(SST)和海冰覆盖率(SIC)数据分析两者对NPP的影响。结果表明:①南大洋不同海域年均NPP的范围为64.0—2.26×10^5 mg C·m^–2·a^–1,印度洋扇区、大西洋扇区和太平洋扇区的NPP分别为0.568Gt C·a^–1、0.431 Gt C·a^–1和0.262 Gt C·a^–1;②南大洋NPP在南极大陆近岸海域及威德尔海海域较低,在低纬度岛屿附近和南极大陆部分冰架前缘海域较高;③由于太阳辐射的季节变化,南大洋NPP具有明显的季节变化规律,1月份最高(293.27 Tg C),6月份达到最低值(0.004 Tg C);④2003—2016年大西洋扇区及太平洋扇区的NPP总量变化不具有统计学上的显著性,只在印度洋扇区具有显著的上升趋势;⑤不同扇区NPP的变化趋势主要与SST和SIC的变化有关。     

南极冰山是潜在的淡水资源

洞庭湖自古以来闻名天下，然而，号称八百里洞庭的湖面本应有六千多平方公里，至今日，天然湖泊面积已减少到二千六百九十一平方公里，枯水水面只剩下六百四十五平方公里，洞庭湖被分割成东洞庭湖、南洞庭湖、目平湖、七里湖等几个小湖泊。     

夏季南极普里兹湾碳的生物地球化学循环Ⅰ:DOC的含量与分布

本文通过南极第 1 5次科学考察 ,对夏季普里兹湾的溶解有机碳 (DOC)进行研究。结果表明 :调查期间普里兹湾及邻近海域DOC平均含量较高 ,表层含量在 68.2 3- 1 2 5 .92 μM之间变化 ,平均值为 1 0 2 .32 μM ,大于典型的大洋表层DOC含量 ( 70- 80 μM )。垂直分布表明水体上层DOC含量高于底层 ,在 2 5- 5 0m附近含量出现最高值。在普里兹湾及邻近海域难降解有机物是DOC的主要部分 ,经估算湾内难降解DOC含量 92 .34μM占总DOC的 77% ,湾外难降解DOC含量为 76.89μM ,占总DOC的 82 %。     

1979—2013年南大洋海冰变化特征及与典型气候变化因子的相关性分析

全球气候变化导致的南大洋海冰变化已引起广泛关注,基于近35年来该区域海冰覆盖范围的时空变化规律,运用Pearson相关和聚类分析等方法,探讨多元厄尔尼诺指数（MEI）、海洋尼诺指数（ONI）以及臭氧空洞面积气候变化因素与海冰覆盖范围的关系。南大洋海冰呈1.1%（±0.6%）小幅度增长,近5年印度洋海域海冰增长最快。1—6月别林斯高晋/阿蒙森海域、6—9月和11月威德尔海域海冰的多年变化趋势均为负增长。在南大洋5大片区中海冰与气候变化因子的关系不同,其中ONI影响别林斯高晋/阿蒙森、威德尔、印度洋、罗斯海海域;MEI主要影响印度洋和罗斯海海域;臭氧空洞主要影响罗斯海和威德尔海域。海冰变化对气候变化的响应存在不同程度的滞后性。     

西太平洋暖池基本特征及其对气候的影响

本文在大洋暖区物理气候图集编制以及大洋暖池指数建立的基础上,重点分析研究了西太平洋暖池区的基本特征;大洋暖池指数的建立及暖池气候特征;西太平洋暖池与西太平洋副热带高压的关系;西太平洋暖池与厄尔尼诺的关系。