南极中山站夏季下降风数值模拟个例研究

南极内陆地面辐射冷却产生的近表层冷空气,沿高原斜坡向下流动而形成下降风,其分布形态决定了南极大陆近表层风场的主要特征。我国南极中山站全年均受下降风的强烈影响。夏季晴天时,中山站的下降风一般在傍晚开始出现,风速在午夜达到极值,在次日中午之前逐渐减弱,风速有显著的日循环特征。本文选取南极中山站2010年1月的夏季下降风个例,使用常规地面气象观测资料和Polar WRF极地大气数值模式进行了分析研究。结果表明:中山站夏季夜间晴天出现偏东向的下降风时,近地面风速变化趋势与地面气温呈负相关,相关系数为-0.91。数值模拟发现,中山站下降风在距地面高度约100~150 m之间时风速最大,约为15~21 m/s。在下降风发生时,近地层大气存在逆温现象。下降风较强时,近地层逆温也较强,逆温层厚度约为200~300 m,逆温强度约为4~6℃。在地面摩擦的作用下,中山站近地面下降风风向为东南,随着高度的增加,风向逆时针偏转,最终趋于与地形等高线平行。没有太阳直接辐射时,南极大陆地区存在持续的逆温层,逆温层的出现加强了下降风气流,随着逆温的增强,大风区逐渐西移,且面积不断增加。在夏季太阳辐射造成的逆温消失的短暂时间内,逆温时产生的下降风尚不能完全消失,由此形成了较稳定的风向空间分布特征。     

南极海冰快速下降历史事件的时空特征分析

卫星记录以来,南极海冰范围发生5次快速下降事件,研究这5次事件的时空特征,对进一步认识海冰快速下降事件的物理机制具有重要意义。基于海冰范围和海冰密集度的卫星数据,从时间和空间两个维度总结5次南极海冰快速下降事件的特征,再结合大气和海洋各项环境因素的再分析数据,探讨海冰快速下降的影响因素及其驱动过程。结果显示:南极海冰快速下降的空间分布存在季节性差异, 2021年8～12月以及2016年8～12月的春季南极海冰快速下降由别林斯高晋海、威德尔海、印度洋和西太平洋区域的海冰减少所主导; 2010年12月至2011年4月以及1985年12月至1986年4月的夏季南极海冰快速下降由威德尔海、罗斯海沿岸和西太平洋区域的海冰减少所主导;2008年4～8月的冬季南极海冰快速下降则由别林斯高晋海和西太平洋的部分区域的海冰减少所主导。探究影响海冰的环境因素发现,海表面温度和海表面净热通量对海冰减少的热力效应影响具有区域性差异。此外,南极海冰快速下降受阿蒙森低压的影响,相应的海表面风异常既通过经向热输运的热力效应导致海冰减少,也通过风的动力效应驱动海冰漂移使得海冰密集度降低。     

南极普里兹湾气旋的生消发展

利用1989～2000年现场观测的气象资料,特别是自1997年以来在南极考察船上接收的NOAA卫星极轨高分辨的卫星云图,研究了普里兹湾气旋的生消发展;提出了夏季绕极气旋进入普里兹湾内也会发展加强,在湾内东风带里也能生成气旋的新观点,修正了普里兹湾仅是气旋墓地的不全面说法,从而进一步完善了南极西风带绕极气旋和东风带上气旋生消发展的理论;研究了普里兹湾冰-气-海相互作用的机理,解释了气旋发生、发展的物理过程.用整体动力学输送法计算了进入普里兹湾980205号绕极气旋爆发性发展的能量交换,指出气旋在超过冰坝进入冰间湖可以获得巨大的热量,使气旋迅速发展成为具有南极特色的强风暴,风力达12级以上,平均风速为38m/s;瞬时最大风速达100m/s.     

中国首次环南极科学考察海洋气象环境分析

简要介绍了中国第30次南极科学考察雪龙船首次环南极航线;分析了本次航线的天气系统及其特点,重点分析了环南极航行时的主要天气系统—绕极气旋的影响。同时,并对2014年初"雪龙"号破冰船在南极完成俄罗斯科考船救援后自主脱困的天气过程和冰情进行了初步分析。     

南极中山站天气系统和气象要素变化

本文分析了南极中山站建站以来（1989－1999年）天气资料，对气温、风速、湿度、气旋等进行了详细的分类统计，获得了中山站的气候特点和历年年平均气要素分布特征，造成中山站暴风雪、大风、寒冷等灾害性主要天气系统有：南极大陆冷高压、极地气旋、东移锋面扰动、南极下降风。     

南太平洋南极中层水的中尺度特征

The Argo float observations are used to investigate the mesoscale characteristics of the Antarctic Intermediate Water(AAIW) in the South Pacific in this paper. It is shown that a subsurface mesoscale phenomenon is probably touched by an Argo float during the float's ascent-descent cycles and is identified by the horizontal salinity gradient between the vertical temperature-salinity profiles. This shows that the transportation of the AAIW may be accompanied with the rich mesoscale characteristics. To derive the spatial length, time, and propagation characteristics of the mesoscale variability of the AAIW, the gridded temperature-salinity dataset ENACT/ENSEMBLE Version 3 constructed on the in-situ observations in the South Pacific since 2005 is used. The Empirical Mode Decomposition method is applied to decompose the isopycnal-averaged salinity anomaly from26.8 σθ–27.4 σθ, where the AAIW mainly resides, into the basin scale and two mesoscale modes. It is found that the first mesoscale mode with the length scale on the order of 1 000 km explains nearly 50% variability of the mesoscale characteristics of the AAIW. Its westward-propagation speeds are slower in the mid-latitude(around 1cm/s) and faster in the low latitude(around 6 cm/s), but with an increasing in the latitude band on 25°–30°S. The second mesoscale mode is of the length scale on the order of 500 km, explaining about 30% variability of the mesoscale characteristics of the AAIW. Its westward-propagation speed keeps nearly unchanged(around 0.5cm/s). These results presented the stronger turbulent motion of the subsurface ocean on the spatial scale, and also described the significant role of Argo program for the better understanding of the deep ocean.     

南极普里兹湾海域夏季异常表层水温及其成因

用连续两次（１９９１／１９９２年，１９９２／１９９３年）南大洋考察的ＣＴＤ资料，分析了普里兹湾海域夏季表层温度分布。分析表明，在艾默里冰架东北部有一个高温区。用卫星遥感冰图讨论了出现高水温海况的原因。     

南极普里兹湾外海沉降颗粒物通量、组成变化及其与罗斯海对比研究

在南极普里兹湾外开阔海域布放时间系列沉积物捕获器,研究沉降颗粒物中生源组分(生物硅、有机质、碳酸钙)通量、组成、来源及元素的摩尔比值的生物地球化学意义,结果表明Ⅲ-1+站在1000m处颗粒物总通量的变化为13.00~334.59mg/(d·m2),颗粒物中以生物硅为主,占总通量的80%以上;各组分通量呈现明显的季节性变化.结合罗斯海沉降颗粒物通量和元素的摩尔比值的对比研究表明,研究海域1000m深的沉降颗粒物中生物硅与有机碳元素摩尔比值、无机碳与有机碳的元素摩尔比值较高,表明研究海域生物硅与有机碳生物地球化学循环过程是非耦合的,生物活动有效地将CO₂由表层水中移出.     

南极普里兹湾溶解态镉的分布

利用25次南极科考获得的海水样,采用原子分光光度法(AAS)测定了海水中溶解态镉的含量,研究了东南极普里兹湾不同空间与时间尺度下海水中溶解态镉的分布特征.并利用同航次相关的营养盐、叶绿素a等数据,分析了影响海水中溶解态镉分布的主要因素.研究结果显示,普里兹湾表层海水中溶解态镉的分布与叶绿素a具有良好的相关性,生物过程是...     

Distribution of dissolved organic carbon in and near the Prydz Bay, Antarctica

INTRODUCTIONDissolvedorganiccarbon (DOC)makesupthesecondlargestofthebioactivepoolsofcar bonintheocean ,secondtothelargestpoolofdissolvedinorganiccarbon .Theglobaldissolvedorganiccarbonpoolisestimatedtobe 6 85Gt,avaluecomparabletothemassofCO2 intheat mosphere (Hedges,1 992 ) .Thesizeofthereservoir,aswellasitsdynamics ,indicatesthatDOCplaysacentralroleintheoceancarboncycle .AsitrelatestogreenhousegasessuchasCO2 andassociatesclimatecycle ,oceanicDOCbiogeochemicalcycleshavebeenoneoftheh…     

东南极普里兹湾陆架区大型底栖动物群落结构

To explore the spatial pattern of macrobenthic communities and their response to environmental factors in the Prydz Bay,samples were collected using a 0.25-m2 box corer at 10 stations from November 2012 to April 2013.A total of 50 species of macrobenthos belonging to 8 phyla and 33 families were identified,of which polychaetes(e.g.,Maldane sarsi)and sponges(e.g.,Halichondria sp.and Leucosolenia sp.)were the most prominent groups.The macrobenthos in study area were categorized into five functional groups based on the feeding type,and the detritivorous group represented by polychaetes showed the highest average abundance,while the planktophagous group represented by sponges showed the highest average biomass.Macrobenthos abundance(0–592 ind./m2)and biomass(0–1155.5 g/m2)in the Prydz Bay were relatively lower than those of other Antarctic shelf soft-bottom waters,although the compositions of the dominant species and functional feeding groups were similar.The results of the Spearman rank correlation analysis indicated that the average biomass of the macrobenthos and the biomass of the planktophagous group in the study area were negatively correlated with the water depth,sediment grain size and silt percentage.However,these variables were clearly not strong determinants of macrobenthos assemblage structure.Many factors not measured in the study,e.g.,sediment organic matter and iceberg interference,have probably influenced the spatial distribution of macrobenthic community structure in the Prydz Bay.     

南极普里兹湾1.5万年来气候演变的沉积记录

南极普里兹湾两沉积柱样代表了1.5万年来的沉积记录.其粒度特征、矿物成分、硅藻分布和地球化学等沉积特征表明,沉积记录对气候变化的反应十分敏感,尤其是发现14310aBP前后的Heinrich事件,据此将该区1.5万年来的古气候演化划分为8个阶段.     

夏季南极普里兹湾氮吸收受融冰调控

本研究将稳定同位素（¹⁵N）与放射性核素（²²⁶Ra）示踪相结合,探讨了2006年夏季南极普里兹湾融冰过程对氮吸收的调控作用。硝酸盐及铵盐的比吸收速率均与浓度呈正相关关系,表明底物浓度效应的存在。开阔洋区具有较高的f比值,而在埃默里冰架附近f比值低得多。f比值与冰融水份额之间存在负相关关系,暗示融冰过程在调控水体氮吸收方面起着重要作用。融冰改变了当地上层水体的层化条件,显著地影响南大洋的生物泵效率及对大气二氧化碳的吸收。本研究为南大洋上层水体碳、氮动力学的调控机制提供了新的认识,且有助于对历史记录的解读及对未来气候变化的预测。     

南极普里兹湾邻近海域海冰生消发展特征分析

利用美国冰雪数据中心发布的2003—2008年高分辨率海冰密集度数据,分6个阶段对普里兹湾区域海冰季节性变化的空间分布特征进行了研究,并根据普里兹湾海区的地形和环流对这些特征的成因进行了分析。结果表明,普里兹湾海冰冻结过程和融化过程分别经历7个月和5个月,海冰融化速度最快月份是10月和11月,主要表现形式为海冰密集度的减少;海冰冻结速度4月和6月最快,海冰外缘线向北扩展。由于普里兹湾近岸达恩利角冰间湖、普里兹湾冰间湖和Barrier湾冰间湖的存在,海冰的融化呈现大洋区由北向南、近岸区由南向北的双向融化特征;而在普里兹湾口、弗拉姆浅滩和四女士浅滩均存在不易融化的冰舌,两者之间的低密集度海冰区,则对应于暖水侵入普里兹湾的通道。南极绕极流在流经凯尔盖朗海台中部时向北偏转,造成此处在盛冰期较其它经度的海冰外缘更靠北,可达57°S。南极辐散带的表层流场和上升暖流抑制海冰冻结和聚集,形成了低海冰密集度区域。