北极地区的水文循环

5.1 引言北极地区的淡水循环是全球水循环的一个重要组成部分。每年发生在大气、海洋和北极河流之间的淡水交换可达到10000立方公里或25万立方米/秒的量级。可靠的水文、海洋资料可以用来估算北极地区的淡水年收支量,但是这种估算的精确度还不能满足对相对大的年际变化进行定量分析的要求,更不用说研究气候的长期变化趋势了。     

编制北极地区航海图有关问题的探讨

介绍了北极的概念,从海图投影、制图资料、专题符号、海图分幅等4个方面,研究了当前编制北极地区航海图需要解决的关键问题,为开展编制北极航海图的深入研究奠定了一定的基础。     

HY-2卫星反演海冰密集度在北极地区的适用性评估

评估了我国自主研发的海洋二号卫星(HY-2)海冰密集度产品在北极地区的适用性。与8种国际同类产品相比,HY-2产品的分辨率为25 km,属于低分辨率产品。HY-2产品2012年夏季的空间分布特征和其他产品差别不大,但在低密集度冰区和边缘区域的差异可达0.15～0.25。HY-2产品可以反映2012年7—10月海冰面积先减小后增大的规律,但最小海冰范围的出现时间比其他产品偏早,且平均值偏小。利用北极海冰数值预报系统进行的同化试验显示,HY-2产品可以有效改善海冰密集度的模拟结果,将平均偏差从控制试验的0.18～0.24减小为同化试验的0.05～0.08,改善效果和国际认可和常用的AMSR2/ASI产品相当。     

美国增强北极航运领导能力的构想与现实

随着北极海冰的消融,北极地区航运价值增加,北极理事会海洋环境保护工作组(PAME)2020年3月发布的《2013-2019年北极航运增长情况》报告显示,自2013年至2019年北极船舶数量增长了25%。船舶过境量的增加促进了北极地区的航运商业化。2019年6月,中远海运集团与俄罗斯诺瓦泰克股份公司、俄罗斯现代商船公共股份公司以及丝路基金有限责任公司在俄罗斯圣彼得堡签署协议成立北极海运有限责任公司,此举标志着中俄两国在北极航运方面建立了良好的合作框架。     

北极地区不同冰龄的海冰厚度变化研究

In this study, changes in Arctic sea ice thickness for each ice age category were examined based on satellite observations and modelled results. Interannual changes obtained from Ice, Cloud, and Land Elevation Satellite(ICESat)-based results show a thickness reduction over perennial sea ice(ice that survives at least one melt season with an age of no less than 2 year) up to approximately 0.5–1.0 m and 0.6–0.8 m(depending on ice age) during the investigated winter and autumn ICESat periods, respectively. Pan-Arctic Ice Ocean Modeling and Assimilation System(PIOMAS)-based results provide a view of a continued thickness reduction over the past four decades. Compared to 1980 s, there is a clear thickness drop of roughly 0.50 m in 2010 s for perennial ice. This overall decrease in sea ice thickness can be in part attributed to the amplified warming climate in north latitudes. Besides, we figure out that strongly anomalous southerly summer surface winds may play an important role in prompting the thickness decline in perennial ice zone through transporting heat deposited in open water(primarily via albedo feedback) in Eurasian sector deep into a broader sea ice regime in central Arctic Ocean. This heat source is responsible for enhanced ice bottom melting, leading to further reduction in ice thickness.     

发生在北极的领土争端

加拿大是最大的北极国家之一。它对北极地区提出领土主权的要求已有很长的历史。经过100多年来的惨淡经营,加拿大对其北极地区的领土主权已基本确立。本文以历史角度探讨加拿大取得北极领土的过程以及遇到的障碍,有助于读者了解北极地区领土的分割状况。一、加拿大对北极陆地和岛屿的主权1870年,加拿大根据英国枢密院的一项命令取得了哈得孙湾的全部领土。但这一领土转让并不     

春季北极地区云量跷跷板式的趋势变化特征及其对北极放大的云反馈作用

利用2000—2017年月平均的CERES云量、辐射资料和ERA再分析资料,对春季北极云量趋势变化特征和成因及其对北极放大反馈的贡献进行研究,发现春季北极地区总云量的趋势在东北极海区和北欧海区呈跷跷板式的反位相变化特征,并与低云量的趋势变化有较为一致的空间分布,中高云则与低云大体上呈相反的变化特征。北欧海的低云量减少、中高云增加,主要是因为进入北欧海区的超强气旋增多带来丰富的水汽,对流增强,云底高度抬升,使得低云量减少而中高云量呈增加趋势。这种云量垂直结构的变化所引起的云辐射强迫作用分别体现了低云的正反馈和中高云的负反馈作用,增温和降温作用相互抵消,使北欧海增温不显著。东北极海区低云量显著增加而中高云变化不明显,可能由于海冰融化,海表面增温,海面蒸发加强,水汽增加,大气静力稳定度减弱,有利于低云的形成。这种低云量的显著增加使得云辐射强迫作用强化了海冰反照率正反馈机制,从而加强了东北极海区的增温趋势。     

北极地区油气资源的空间分布状况及特征分析

近年来,北极地区油气资源备受瞩目,北极地区油气资源开发利用开展得如火如荼,为北极国家能源产量增长带来了新的契机。文章以北极国家为出发点,采用文献梳理法,系统研究俄罗斯、美国、挪威、加拿大等北极国家在北极地区的油气资源勘探、开发情况;采用统计分析法,分析北极地区待发现油气资源与已发现油气资源的空间分布特征。研究发现,北极地区的油气资源在空间上呈现出极不均衡的特点。伴随着油气勘探技术的突破以及北极航道的逐渐开通,北极国家纷纷加快北极地区油气开发活动的进程,目前北极国家油气开发活动主要在陆地,而未来将逐步迈向北极近海。中国作为北极事物的重要利益攸关方,可以积极与北极国家开展合作,进而参与到北极地区油气资源的开发进程。     

探险极地的人们之北极篇——南森漂流在北极

1888年南森从东到西穿越格陵兰冰盖。1893年-1896年南森率领“前进”号在北冰洋中漂流。     

我国参与北极治理的理论依据及实践现状

随着北极航道开通和资源开采带来的潜在巨大利益,世界各国都积极参与到北极治理的过程中。中国在北极的权益包括科学考察、环境保护、航行和资源开发4个方面。中国参与北极治理有坚实的理论依据：国家安全理论、国际法依据、生态政治理论、全球治理理论。从上世纪90年代开始,中国就开始了北极治理的实践,主要包括北极科考、北极政治参与、与北极和非北极国家合作、北极环境治理和北极航运。在这5个方面,中国取得了显著的成就并获得了国际社会的认可,同时也存在着不同的障碍和挑战。     

北极航海保障现状及我国的应对策略分析

基于北极航道的自然条件、地缘政治因素及当前通航情况,从航海图书、航标导航、海上通信等方面系统阐述了北极航海保障现状,分析了我国开展北极航海保障的重要性,并提出了我国在加强北极航海保障能力方面应采取的策略和措施建议,为构建和完善我国北极航海保障服务体系提供了科学依据和有益参考。     

2005年7月北极地区大气环流特征的数值研究

利用一个极地中尺度数值模式(Polar MM5)对北极地区大气环流进行了2005年7月17-19日48 h的中尺度数值模拟研究。数值分析表明,2005年7月19日500 hPa高度上,北冰洋上空北极点以东由一个冷低压控制,在极点以西则是一个暖性高压系统,在地面图上对应的则是一个气旋性环流和反气旋性环流;整个极区呈现出高(反气旋)-低(气旋)-低(气旋)-高(反气旋)的波动分布型态。选择了5个北极地区探空站与相应温度场和风场的数值模拟结果进行了对比;气象变量统计分析和垂直分布表明了数值模式很好地再现了观测大气特征,表现为小的模式偏差和较高的相关系数。在Barrow站2 m处空气温度,感热通量和潜热通量具有明显的日变化特征,PolarMM5还有效地反映出此处极地逆温层和下降风的垂直结构特征。     

北极航道开通对我国能源供求形势的影响

文章对我国能源供求现状进行概述,在此基础上根据《中国统计年鉴》中的数据,利用1990-2013年的能源需求总量时间序列构建ARIMA模型,进行相关拟合与检验,并运用此模型对2016-2018年的能源需求量进行预测,揭示我国面临的能源供求形势。结果表明,未来我国能源需求量将持续增长,在能源供给相对不足的情况下需依赖大量进口,而进口能源的稳定供应又受到各种威胁制约。在此背景下讨论北极航道开通为我国能源供应带来的机遇,以及对缓和我国能源供求形势产生的影响,进而提出相关政策建议。     

浅析北极所面临的法律挑战及其对我国的影响

北极地区丰富的自然资源以及独特的地理位置吸引着越来越多的国家对其提出各种权利要求.日渐激烈的冲突事件使北极面临异常严峻的法律挑战.通过分析北极面临的法律问题,提出多样性解决途径,认识到解决北极法律争端必须在遵守国际法的基础上寻求更多的国际协商与合作,在充分利用现有法律制度的基础上,不断完善法律,日渐形成针对解决北极问题的法律体系.     

可常年在北极海区作业的钻井平台

美国海洋钻探与开发公司和日本Kokan k.K.公司联合研制了一种可常年在阿拉斯加波弗特海区作业的半潜式平台—“北极机动钻井平台”。该平台是由一个16面圆锥形壳体组成的全钢重力结构,其底座直径为662英尺,主甲板面积为139000平方英尺,整个平台高511英尺。这个大型平台共用钢130000吨,所有外露部分均采用耐低温材料。为了适应在冰海区拖曳和作业,该平台具有以下特点: 由于是全钢结构,改进了吃水的局限性;     

有多个出口的北极地区微潮咸水湖的天气导致的次潮流

Estuarine processes in the arctic lagoons are among the least studied but important subjects, especially considering the rapid warming of arctic water which may change the length of ice-free period in the summer. In this paper, wind-driven exchange flows in the micro-tidal Elson Lagoon of northern Alaska with multiple inlets of contrasting widths and depths are studied with in situ observations, statistical analysis, numerical experiments, a regression model on the basis of dynamics, and remote sensing data. Water velocity profiles were obtained from a bottom deployed acoustic Doppler current profiler(ADCP) in the northwestern Eluitkak Pass connecting the Beaufort Sea to the Elson Lagoon during a 4.9 day ice-free period in the summer of 2013. The subtidal flow is found correlated with wind(R~2 value ～96%). Frequently occurring east, northeast and north winds from the arctic atmospheric high-and low-pressure systems push water from the Beaufort Sea into the lagoon through the wide inlets on the eastern side of the lagoon, resulting in an outward flow against the wind at the narrow northwestern inlet. The counter-wind flow is a result of an uneven wind forcing acting through the asymmetric inlets and depth,an effect of "torque" or vorticity. Under northwest wind, the exchange flow at the northwestern inlet reverses its direction, with inward flows through the upwind northwestern inlet and outward flows through the downwind eastern inlets. A regression model is established based on the momentum equations and Taylor series expansions. The model is used to predict flows in July and August of 2015 and July of 2017, supported by available Landsat satellite images. About 73%–80% of the time the flows at Eluitkak Pass are out of Elson Lagoon for the summer of 2015 and 2017. Numerical experiments are conducted to corroborate the findings and illustrate the effects under various wind conditions. A quasi-steady state balance between wind force and surface pressure gradient is confirmed.     

北极黄河站地区不同基底中真菌的分离培养及初步鉴定

为了探索北极陆域真菌的多样性,进一步揭示其生态学角色,本研究对中国第5次北极科学考察采集自黄河站区附近的24份样品进行了真菌的分离培养及鉴定,样品涂布划线后共分离得到60株真菌,其中腐殖质样品中分离到的真菌种类和数量最多;对选取的28株代表菌株进行了真菌ITS区序列鉴定,结果表明它们分属于4个纲,12个属,分别为散囊菌纲、粪壳菌纲、座囊菌纲和微藻菌纲,其中地丝霉属为优势类群。该结果表明北极地区具有丰富的真菌物种多样性。通过对代表土壤理化性质的测定,探究了真菌多样性和土壤理化参数的相关性,其中有机碳氮及可溶性营养盐含量是影响北极土壤真菌多样性的重要指标。     

我国拟在南极地区建立遥感卫星接收站

国家卫星海洋应用中心、国家海洋环境预报中心主任蒋兴伟日前透露，我国拟在南极地区建立遥感卫星接收站，以完善海洋卫星应用体系，从而进一步加强对全球海洋环境的实时监测，为我国应对全球气候变化提供数据支持。     

海域使用论证中利益相关者分析存在的问题及建议

作为海域使用论证报告编制工作的一个重要组成部分,科学、准确的利益相关者分析对海域使用管理工作具有重要的意义.文章就目前在编制论证报告中利益相关者分析中错位、缺位、失位现象的问题进行了探讨和分析,并针对这些问题的解决提出了建议,以期推动海域使用论证工作的完善,为海洋管理工作服务.     

北极地区1979—2015年西北航道7-10月份气旋的特征分析

本文采用气旋自动识别与追踪算法,基于欧洲中期天气预报中心ERA-Interim平均海平面气压场,建立1979-2015年共37年7-10月北极西北航道东西两个区域的气旋数据。数据包括气旋中心经纬度以及中心最低气压值。基于这套数据,分析了北极7-10月西北航道气旋数量特征、空间密度分布、强度特征、加深以及爆发性气旋的活动情况。西北航道东西两段的气旋个数存在显著的差异,东段气旋个数是西段区域的2~2.5倍,并且两段个数变化趋势不一致,西段的气旋个数趋势呈不显著的减少,东段的个数呈不显著上升趋势。西北航道气旋强度偏弱,中心最低气压达980 hPa的气旋仅占不到总数的5%。最低中心气压集中分布在990~1 000 hPa之间。1979-2015年以来,东段的气旋强度趋势增强,西段气旋在2002年以前也是显著的增强,2002年以后强度减弱。气旋的生命史集中在7 d以内,东段1 d以内的气旋个数明显偏多。西段气旋高密度区域主要分布在74°N以北的波弗特海北部,东段主要分布在巴芬湾的东北侧和巴芬岛的东南侧,近几年来其主要密度分布区域东西两段存在南移以及略微变化。西北航道内爆发性气旋的增长位置集中在70°N的沿岸附近,尤其是加拿大北部以及格陵兰西海岸附近。大西洋震荡指数与东段气旋的个数有较好的正相关。