水下机器人在极地科学考察中的应用

本文首先介绍了当前极地科学考察的背景与技术现状,重点阐述了水下机器人在极地科学考察中的作用及其应用的必要性。其次调查了国内外水下机器人在极地考察中的研究和应用现状,描述了我国研制的“海极”号水下机器人在“中国第二次北极科学考察”中的作业情况,对极地考察水下机器人的未来发展趋势做了分析。最后,本文针对极地环境和极地科学考察的需求,对极地考察水下机器人的一些关键技术进行了探讨。     

5000L中国南极科学考察油囊设计与应用

油料保障是南极内陆科学考察的主要任务之一,随着考察用油量的增加,使用油桶运输效率低、转运劳动强度大、空桶回收困难等问题越来越突出,用油囊能有效地解决这些问题。本文介绍了5 000 L中国南极科学考察油囊设计,包括容量确定、结构设计、材料选择和加工成形等等,新研制的油囊应用于中国南极昆仑站考察,结果表明,能够较好地解决油桶存在的问题,同时能够满足南极内陆考察严酷环境的使用要求。     

中国第35次南极科学考察简报

中国第35次南极科学考察始于2018年11月2日,至2019年3月12日结束,历时131天,总航程30800余海里。本次考察由来自国内外80余家单位的349名队员组成,调查航行日程如下:2018年11月2日—11月17日,从上海至霍巴特;2018年11月17日—11月18日,霍巴特靠港;2018年11月18日—11月30日,从霍巴特至中山站;2018年11月30日—12月15日,中山站作业;2018年12月15日—12月29日,从中山站至基督城;2018年12月29日—12月30日,基督城靠港;2018年12月30日—2019年1月6日,从基督城至罗斯海新站;2019年1月6日—1月8日,罗斯海新站作业;2019年1月8日—1月13日,从罗斯海新站至阿蒙森海;2019年1月13日—1月19日,阿蒙森海综合调查;2019年1月19日—1月25日,从阿蒙森海至长城站;2019年1月25日—1月29日,长城站队员下船,修复“雪龙”号破冰船;2019年1月29日—2月8日,从长城站至中山站;2019年2月8日—2月14日,中山站作业;2019年2月14日—3月12日,从中山站至上海。     

中国南极科学考察第24航次大气CO2遥感算法及其在第26航次中的应用分析

利用中国南极科学考察第24航次采集的大气CO₂浓度与AIRS的大气红外辐亮度进行统计回归,获取两者间的拟合关系。与该航次随机选取的60°S附近验证点比较,平均相对偏差为1.09%。同时,将拟合函数应用于对应第26航次同位置、近时间点的AIRS大气辐射值,其结果和第26航次走航数据进行比对,平均相对偏差为2.12%。对比同纬度下第24航次的精度,其精度有明显的下降,结果表明,利用统计回归的计算方式具有一定的局限性。     

我国将建立第四个南极地区科学考察站

正中国第30次南极科学考察队将于11月7日从上海启程,在此次考察活动中,我国将在南极建立第四个科学考察站——中国南极泰山站。中国第30次南极科考是在党的十八大明确提出"建设海洋强国"后开展的首次南极科考。考察队由256人组成,共执行30项科考任务、15项后勤保障及工程建设项目。其中,建立中国南极泰山站是此次考察的     

地理信息系统在南极考察和研究中的应用

GIS在南极的应用包括空间数据采集和管理、测绘和制图、科学研究、环境保护、后勤管理和决策等各个方面。 SCAR的大地测量和地理信息工作组 (WG- GGI)每两年推出一批 GIS方面的国际合作项目 ,其中南极数字数据库 (ADD)、南极地理数据集成 (AGDI)、乔治王岛 GIS(KGIS)、空间数据标准等 GIS项目已取得显著成果 ,在南极研究领域产生了广泛的影响。本文介绍了国际上在南极开展的大量 GIS应用研究 ,为我国今后在该领域开展工作提供了参考与借鉴     

论风险预防原则在南极环境管理中的适用

风险预防原则是国际环境法中重要的一般原则,但是《关于环境保护的南极条约议定书》中却没有明确地规定该原则。在对比分析环境法领域中现有的关于风险预防原则的解释基础之上,避开了科学不确定性所产生的一些适用上的矛盾,从环境脆弱性的角度提出了一种全新的风险预防原则构成要素的结构分析。该结构分析有助于应对南极环境管理过程中所面临的困境,尤其是避免了与议定书中相关规定的冲突,可以更好地解决南极环境管理中的累积性影响、外来物种应对等;同时,完善全面环境影响评价报告中关于"知识差距和不确定性"的规定,也有助于南极环境的有效保护。     

南极内陆冰盖表面地貌特征监测系统设计及应用分析

南极内陆冰盖表面的特征与冰盖表面年际降雪量、冰盖表面风速有关,冰盖表面地貌特征主要包括雪面粗糙度、雪层软硬度,这些特征对内陆车队行进过程中的设备运输具有重要的参考价值。文中提出了车载自动化监测冰盖雪面特征的方法,并进行了监测系统的设计与数据分析;该系统包括以雪地车颠簸幅度代表的雪面凹凸程度(即雪面粗糙度),以GPS模块监测车辆行进距离,以激光测距监测雪地车车辙深度来表征雪面软硬度。通过数据采集系统的实时监测软件平台,实现了冰盖表面地貌特征的监测;该系统分别于2012年11月和2014年11月在中国第29次南极和31次南极考察中进行了监测应用,通过对以上监测数据的分析,初步给出了中山站至昆仑站沿途的冰盖表面粗糙度及雪面软硬度结果。     

量子共振检测仪在南极医学研究中的应用初探

本研究应用量子共振检测仪 (QRS)一种基于量子分析技术的灵敏能量分析器 ,测定了 1 0名南极考察队员的生理和心理改变。在出发前 (BD)、南极居留 6月时 (AR)和居留一年返回后次日 (RE)分别采取头发进行磁场分析。测定生理和心理指标 :三碘甲状腺胺酸 (T3)、四碘甲状腺胺酸 (T4)、促甲状腺激素 (TSH)、抑郁、孤独、不容忍、压力 ,评分以正负数值表示。结果表明 ,AR和RE各项指标的量化值与BD基础值相比都明显下降 (p <0 .0 1 )。例如 ,抑郁 (平均值±标准误 , X±S X)为 :1 .1 0± 0 .80 (BD) ,- 8.3± 0 .30 (AR) ,- 7.7± 0 .36(RE) ;TSH为 :- 2 .2± 0 .92 (BD) , 9.4± 0 .45(AR) ,- 8.4± 0 .40 (RE)。QRS量化值的负向改变反映了功能的异常 ,这一初步结果证实了文献报道的在南极长期居留可引起甲状腺活动改变和心境失调。     

船载卫星遥感图象处理系统在南北极科学考察中的应用

船载卫星遥感图象处理系统是针对南极考察气象航线预报、冰区航行的海冰预报和导航需要而研制的船陆两用多功能软件系统。采用了最新的 DEL PHI可视化软件开发工具 ,开发了用于 WINDOWS98环境下的 32位的程序 ,并针对接收系统开发了 WINDOWS设备驱动程序 ,提高了在 WIND0 WS98多任务环境下 ,接收程序的实时性和可靠性 ;采用面向对象的程序开发方法和开放式的体系结构 ,便于功能的更新和提高 ;采用 SGP4/SDP4轨道模式及两行元素的轨道参数计算出卫星星下点的位置 ,实现了在 1 A图象上计算逐点经纬度的快速动态定位和图象显示的功能 ;采用迭代法利用电子地图网格数据 ,在接收的卫星云图上迭代套上地形及海岸线。组成了适合船陆两用的多功能快速灵活的图象处理系统 ,可以在 1～ 2分钟瞬间内完成一幅图的定位套网格和套地形线的工作。解决了南极海冰监测和冰缝、水道预报的难点。可以使图象上下滚动、左右移动、任意放大、缩小和剪取 ;可以随着鼠标的移动显示出图上任意一点的经纬度 ;能够在图上标出任意目标物 ,如船位、站位、岛屿等等 ;能够方便地在图上画出航线 ,直观地判断船所处的位置和航线周围的气象和海洋环境状况 ;解决了在茫茫海洋和冰区中航行找不到参照物时的困惑 :能够输出任意大小的 2 4位真     

居留南极对考察队员血中甲状腺素和儿茶酚胺含量的影响

本文报道了中国第 1 6次南极考察队 (长城站 )队员赴南极前和在南极居留一年二周返回国内后 ,血中甲状腺素和儿茶酚胺含量的变化 ,以探讨考察队员在居留南极期间普遍存在的生理和心理变化的物质基础。 1 6次队 1 0名男性考察队员血样分别用化学发光法检测血清总甲状腺素 (TT3、TT4)和促甲状腺激素 (TSH)的含量 ,用高效液相色谱 -电化学法测定血浆中肾上腺素(E)、去甲肾上腺素 (NE)和多巴胺 (DA)的含量。结果表明 :长城站 1 6次队 1 0名男性考察队员赴南极前和在南极居留一年二周返回国内后相比 ,血清中甲状腺素TT3含量无显著性差异 ,TT4含量有非常显著性降低 (P <0 0 1 ) ,促甲状腺激素TSH含量有非常显著性升高 (P <0 0 1 ) ;血浆中的NE、DA含量无显著性差异 ,E的含量有显著性降低 (P <0 0 5 )。南极特殊环境对考察队员甲状腺功能具有减退作用 ;对肾上腺髓质E在血浆中含量有降低作用 ;甲状腺和肾上腺髓质系统共同参与南极综合应激反应 ,以调节机体与外界的平衡。     

2007/2008年度中国南极冰穹A考察新进展

冰穹A(DomeA)是南极冰盖最高区域,其独特的地理位置和蕴藏的科学资源受到国际科学界的普遍关注,近年来成为国际南极科学考察研究的重要前沿区域。中国第24次南极考察(CHINARE24,2007/2008年度)继续开展DomeA地区考察活动,具体执行内陆建站选址任务和国际极地年中国行动计划--PANDA计划。本次内陆冰盖队在到达DomeA后,在DomeA核心区域以及中山站-DomeA断面上开展了多学科系统性的科考工作,取得了以"南极DomeA科学考察"、"内陆建站选址"和"中国南极内陆考察支撑能力建设"为代表的新进展,提升了我国南极内陆考察的支撑保障能力和科学认知水平。     

南极冰川学与全球变化研究新进展

南极冰川学与全球变化是最近举行的“南极与全球变化：相互作用和影响”国际学术研讨会的主题。南极冰盖净物质平衡的观测和估算，冰盖物质平衡与气候变化的预测模型；南极冰雪大气、气候和环境化学；南极深冰芯分析，及其与其它古环境记录的对比研究，是目前南极冰川学研究的几个热点、关键问题。     

南极环境对考察队员儿茶酚胺含量的影响

报道了中国第八次南极考察队（长城站）队员赴南极前、居留南极及回国后尿、血浆的去甲肾上腺素（ＮＥ）和肾上腺素（Ｅ）含量变化,以探讨考察队员在居留南极期间普遍存在生理和心理变化的物质基础。结果表明：考察队员到达长城站２周时尿中ＮＥ急剧增高（与赴南极前相比Ｐ＜０．０５）,越冬后（居留南极１年２周）ＮＥ大幅度下降（与到达２周时相比Ｐ＜０．００１）,考察结束回国后ＮＥ恢复到赴南极前水平。尿中Ｅ含量在到达南极２周时同样显著升高,且增高幅度大于ＮＥ（与赴南极前比较Ｐ＜０．００１）,越冬后Ｅ水平比到达２周时有所降低（Ｐ＜０．０５）,回国后Ｅ水平没有恢复。提示,儿茶酚胺变化参与综合应激反应过程,Ｅ受心理影响大于生理因素。还发现部分考察队员惧怕抽血,故测定尿儿茶酚胺含量更切实可行。经酸化处理的尿样品在短期内温度（室温）对儿茶酚胺含量影响不大,因此,从南极实地取样返回国内检测及进行南极医学方面的研究完全可行。     

南极冰盖表面物质平衡实测技术综述

研究南极冰盖的物质平衡状况是研究冰盖与全球海平面变化关系的基础性工作,也对重建冰芯古气候记录有重要意义。积累率是冰盖物质平衡计算中最重要的收入项。大空间尺度上的表面物质平衡信息只能通过遥感技术来获取。但因存在多源误差,仅靠遥感手段,冰盖物质平衡的信息难以准确获取,这是南极冰川学面临的最大挑战之一。因此实测数据不可或缺。表面物质平衡的实地测量有多种方法,如花杆、超声高度计(雪深仪)、雪层物理／化学层位法(比如雪坑、冰芯／雪芯积累率恢复,探冰雷达连续测量冰内等时层结构等)。本文对南极冰盖表面物质平衡的实地测量技术做一概述,对每种方法的特点进行了比较和讨论。     

南极冰盖数值模拟研究进展与展望

数值模拟南极冰盖是提升人们认识南极冰盖演化行为的重要手段。通过数值模拟研究可以揭示某些观测数据包含的冰盖物理机理以及在缺乏观测数据的情形下预测冰盖的演化行为。本文在综述南极冰盖数值研究国际进展的基础上,分析了南极冰盖数值模拟方面几个主要模型的特点,特别针对南极冰盖的三维数值模拟展开讨论,分析并探讨了冰盖数值模拟可能会遇到的潜在不稳定源以及在拓展模型研究范围时会遇到的障碍。对目前三维冰盖数值模拟存在的几个问题进行了讨论,并对未来发展进行了展望。     

南极海冰区冰藻类群及兴衰过程

本文总结了国际上对南极冰藻类群及其生理生态特性的多年研究成果 ,结合我国科学家在南极长城站以及在戴维斯和中山站的越冬研究 ,阐述了南极海冰区的冰藻类群及其形成机理 ,对冰藻的形成、存活、旺发和消亡过程进行讨论 ,并对大洋浮冰区和近岸固定冰区冰藻类群的生态特性进行对比 ,提出了今后有待进一步深入研究的领域