北极上空首次出现臭氧空洞

一个国际研究小组2日发表的报告说,他们对今年春天观测到的北极上空臭氧减少的数据进行了分析,最终确认这次北极臭氧减少幅度打破了观测记录,首次出现了类似南极上空的臭氧空洞。     

北极大气中汞亏损与海冰演变

近年来的观测结果显示北极对流层臭氧发生亏损的同时 ,大气中的气态汞浓度也急剧下降。这种现象的发生被认为是大气中活性卤素物种的增多而引起的。活性的卤素物种例如Br/Cl与臭氧作用 ,一方面导致臭氧亏损 ,同时 ,生成BrO/ClO氧化大气中的Hg0 ,使Hg0 转化为活性汞 (RGM)而沉降。北极地区大气中活性卤素物种主要来自海洋大型藻类释放的卤代烃分解和海盐的贡献。在过去的几十年里 ,随气候变暖 ,北极海冰变薄 ,面积减少 ,海洋排放的活性卤素物种浓度增加 ,从而使北极地区大气中的汞沉降通量增加 ,加剧了北极生物圈中的汞污染。由于北极海冰减少变薄趋势还在持续 ,因此 ,北极大气中汞亏损引起的沉降通量增加对生态圈的影响应该引起广泛重视。本文在综述这方面研究的最新进展基础上 ,提出了今后的研究方向。     

南极和北极地区变化对全球气候变化的指示和调控作用——第四次IPCC评估报告以来一些新认知

政府间国际气候变化专门委员会（IPCC）2007年发布了第4次评估报告后,全球气候变化问题再次成为国际社会、科技界和社会公众关注的焦点之一,并迅速成为了一个重要的国际科学和政治议题。 2007年以来,尤其是第4次国际极地年的实施,越来越多的观测和研究事实表明,北极和南极地区正在出现快速地变化着,这些变化也正在从量上到质量变化,当在跨越这种变化的阈门时,可能出现：北冰洋会在2040年前后出现夏季无海冰所引起的北半球大范围的持续暴雪的寒冷冬季;2050年左右南极上空臭氧空洞可能消失并恢复到上世纪80年代水平,南极地区可能会快速升温并引起东南极冰盖和海冰快速融化,使海平面升高加速;极区海水温度快速升高会驱动极区表层海洋和上覆大气之间CO2分压平衡加速,极区海洋也会大量吸收大气CO2,并诱发海水酸化及对极区生态系统产生不可逆的破坏。因此,南极和北极地区的快速变化,正在扮演对全球气候变化的指示和调控作用。     

我专家另解南极臭氧空洞增大

南极上空正在出现一个有史以来最大的臭氧层空洞。美国宇航局在19日公布了一项观测结果：南极臭氧层空洞面积达到了2745万平方公里，几乎相当于整个亚洲面积（包括岛屿）的2／3。     

北极地区上空臭氧损失创新高

世界气象组织5日说,从去年冬季至今年3月下旬,由于大气平流层气温明显低于往年等因素,北极地区上空臭氧损失程度创新高。     

低温将加大北极上空臭氧空洞

欧洲科学家新近证实，连续50多年来，北冰洋上空平流层的气温每年冬天持续下降，今年已经达到历史最低点。专家认为，如果这种极度低温现象持续下去，北极上空臭氧层在未来数十年中还会继续变薄，空洞将会继续增大。     

大尺度山地上空臭氧亏损及其变化趋势

通过对卫星资料的分析,揭示了全球大尺度山地上空有大气臭氧亏损,其极大值出现在春季或初夏,线性回归分析表明:在1979～1991年中,全球大尺度山地上空的臭氧总量呈下降趋势。     

1993年中山站地区“臭氧洞”和UV┐B的特征分析

本文给出了１９９３年在东南极中山站（６９．３８°Ｓ，７６．３７°Ｅ）地区首次运用ＷＭＯ（世界气象组织）认可的Ｂｒｅｗｅｒ臭氧分光光谱仪，进行臭氧和ＵＶ－Ｂ地面的同步观测结果。观测表明中山站地区在１９９３年８月初到１１月底频繁出现臭氧低于２００ＤＵ的值；１２月初臭氧值恢复正常。在整个“臭氧洞”期间，臭氧值起伏变化很大，并且和７０ｈＰａ到５０ｈＰａ上空的温度变化密切相关，臭氧的日变化不很明显。中午时刻有生物效应的ＵＶ－Ｂ辐射通量与臭氧斜程柱总量呈负指数关系；云和太阳高度角控制着ＵＶ－Ｂ辐射通量日变化过程。ＵＶ－Ｂ光谱扫描的结果表明２９５－３２５ｎｍ波段内的光谱强度比３１５－３２５ｎｍ的光谱强度更受臭氧变化的影响。消除云和气溶胶对ＵＶ－Ｂ辐射过程的部分影响，对每天中午时刻３００．５ｎｍ和３２３．５ｎｍ光谱强度比值计算，反映出了“臭氧洞”期间臭氧值降低是ＵＶ－Ｂ辐射增强的重要因子。     

南极中山站NO_2的观测及平流层NO_2与O_3的关系分析

利用Ｂｒｅｗｅｒ臭氧仪对南极中山站上空的Ｏ３、ＮＯ２柱总量及平流层Ｏ３、ＮＯ２含量进行了长期观测研究，分析了１９９３～１９９５年，尤其是１９９５年南极臭氧洞和非臭氧洞时期ＮＯ２柱总量及平流层ＮＯ２含量的季节变化及与Ｏ３含量的关系，指出平流层ＮＯ２含量的减少是造成南极臭氧洞成因和近年来不断加剧的一个主要原因。     

气候系统模式对于北极海冰模拟分析

利用全球耦合模式对比计划第五阶段(CMIP5)模拟试验的结果,并与观测资料对比分析,评估了CMIP5模式对北极海冰的模拟效果。结果表明:多数模式可以较好地模拟出北极海冰的空间分布以及季节变化特征。1979—2005年北极海冰迅速减少,所有模式均模拟出北极海冰减少的趋势,但减少趋势大小与观测差别较大。在全球变化的背景下,全球地表气温升高1℃,北极海冰的面积减少1.02×106km2,而在模式中减少的北极海冰面积在0.62×106—1.68×106km2之间,说明模式对于北极海冰的模拟仍然存在很多不确定性。     

影响北极地区迅速变化的一些关键过程研究

最近研究证明 ,近半个世纪来 ,北极地区正在发生迅速变化。部分地区温度上升了 2- 3°C ,北冰洋海冰退缩 5 %,中心地区海冰厚度变薄 ,海面压力降低 ,中上层水淡化和变暖 ,吸收CO2 能力增加 ,臭氧耗损和紫外线辐射增强。中国于 1 999年开展了“中国首次北极科学考察” ,在楚科奇海、加拿大海盆、白令海以及临近海域开展了海冰气相互作用的多学科综合考察 ,对北极的区域特征及其在全球变化中的作用研究获得一些新的认识。观测到加拿大海盆中层水持续增暖的现象 ,揭示了西北冰洋与白令海水体交换的途径和次表层暖水结构 ,发现了加拿大海盆是北冰洋河水的主要储存区。利用联合冰站观测数据 ,模拟了北冰洋夏季大气边界层结构和下垫面能量平衡的变化特征 ,定量给出了北冰洋夏季海 /气和冰 /气之间湍流通量和边界层参数的差异。海 /气CO2 的通量观测表明 ,考察区的大部分海域均为大气CO2 汇区 ;西北冰洋海冰区具有较高的生物泵运转效率 ,楚科奇海陆架是一个高效的有机碳“汇”区 ,寒冷水体中微生物活动并未受到明显抑制。沉积物的地球化学过程研究表明 ,海底表层沉积物中碘含量存在着由低纬度到高纬度增加趋势 ,北极地区可能是碘的汇区 ,碘可作为极区古海洋中的地球化学元素变化的重要指标。楚科奇海、白令海     

可服务于北极航道的海冰与气象预报信息综合分析

全球气候变暖和北极海冰快速减少背景下,北极航道正在开通,提高海冰和气象预报能力是北极地区船只航行的重要保障。通过获取不同国家的北极高纬共享信息(包括观测数据、预报产品和历史分析资料),分析国际北极地区海冰和气象预报信息特点及存在的问题,能够为我国北极观测预报的常态化、业务化发展提供参考。通过对7个环北极国家、3个非北极国家以及3个信息发布平台共23家机构海冰和气象预报信息的对比,发现近年来各国北极预报水平提升,合作交流扩大,但是仍存在一些问题,如观测数据没有充分应用于预报、北极中央区的预报能力偏弱、预报信息共享度不够、信息应用时需要加以选择、仍需提升信息发布技术。通过上述分析,建议我国持续增加北极科考、国际合作、冰区安全航行预报保障技术研究等的投入,以系统提升我国的极地预报能力,为我国北极科考和极地航运事业提供更加及时有效的预报保障。     

北极海冰密度变化分析及其对海冰厚度估算的影响

海冰密度是海冰和气候模型的重要物理变量,也是利用卫星测高数据估算海冰厚度的关键参数。目前各国北极科学考察虽开展了海冰物理观测,但对近期北极海冰密度现场观测资料的综合分析和挖掘应用不足。在此背景下,收集了近15年来北极海冰密度现场观测资料,分析北极海冰密度的变化特征;对海冰密度实测数据进行克里金插值,将插值结果输入静力平衡方程模型计算海冰厚度,探讨海冰密度对海冰厚度卫星测高反演的影响。结果表明,2000—2015年北极海冰密度变化范围为750—950 kg·m^–3,1—9月海冰密度总体上随月份变化呈减小的趋势;6—9月北极海冰密度随着纬度的增加而减少(75°N—90°N);通过对比分析表明,相较于使用海冰密度固定值参与估算海冰厚度,采用经现场观测数据空间插值后的海冰密度估算海冰厚度的结果更为准确。北极海冰密度现场观测资料的整理分析可为海冰与气候变化等进一步研究提供参考。     

北极黑碳气溶胶研究现状和展望

在过去的100年中,北极温度升高的速率几乎是全球平均速率的两倍,尽管人为长生命期的温室气体(GHGs)在气候系统辐射强迫中占主导地位,黑碳气溶胶和其它短生命期的污染物却能很好地解释北极气候增暖较快的原因。因此,减少人为黑碳气溶胶排放将成为缓解北极迅速变化的重要策略。介绍北极黑碳气溶胶研究现状,讨论它在北极变暖中扮演的角色,分析当前北极黑碳气溶胶研究中存在的问题,展望深入开展黑碳气溶胶观测研究的必要性和紧迫性。     

北极冰雪表面能量平衡研究进展

北极地区冰/雪-大气相互作用的过程,尤其是冰雪表面反照率的变化,是制约我们认识北极地区气候系统快速变化的关键科学问题。目前已有的研究表明,随着观测技术和方法的进步,北极冰雪表面能量平衡研究取得了较大的进展,但由于缺乏高质量、时空连续的观测试验数据,大部分参数化方案、遥感及模式产品等在北极不同区域的适用性仍待评估。因此,北极地区观测站点的加密、综合观测试验的开展和多源卫星遥感体系的进一步完善,能为遥感卫星产品及复杂参数化方案在北极的评估验证提供数据支撑,也可以揭示更多潜在的冰雪表面能量平衡相关的过程和机理,加深对极地海-冰/雪-气相互作用的理解,更好地服务于极地冰冻圈与气候变化研究。     

北极考察与GPS定位研究初探

本文叙述了作者 1 996年参加“北极追踪”科学考察队进行首次北极测绘科学考察期间 ,使用 GPS全球定位观测系统 ,沿雷索柳特 ( Resolute)—夸那 ( Qaanaaq)—卡波郁科 ( Kap Yok)—尤里科 ( Eureke)—北极点 ( North Pole)—尤里科—雷索柳特的考察路线 ,进行了冰海考察路线导航、寻找北极点、夸那及雷索柳特定点观测。事后采用高精度 GPS数据处理科研软件 GAMIT对采集得到的数据进行了处理、分析 ,得到了观测点的地心及大地坐标和各点到北京的空间基线长。结果表明 ,利用 GPS定位系统在北极地区进行大规模范围内、高精度监测地壳运动和环境动态变化是完全可行的。     

北极航道相关海域科学考察研究进展

我国从1999年开始已实施了四次北极科学考察,对白令海、楚科奇海、波弗特海、加拿大海盆和马卡若夫海盆进行了广泛的考察。全球变化导致的北冰洋夏季海冰覆盖面积不断减少,导致冰期以来北极东北航道和西北航道的首次同时开通。北极航道集中在陆架海域,不仅是海冰变化最为显著的海域,同时也是陆地－北冰洋相互作用最为显著的区域,对北冰洋区域气候、生态系统和生物多样性、以及经济和当地土著居民生活等具有重大影响。本文对北极航道关键海域近年来国际相关科学考察进行了总结,对科学考察背后的各国北极策略进行分析,并从科学需求的角度对我国在今后北极科学考察中针对北极航道相关海域应开展的科学考察与研究提出了相关建议。     

诚邀投稿Advances in Polar Science“南北极地区大气气溶胶和痕量气体观测研究”专刊

<正>近年来,国际社会普遍关注气溶胶组成变异及其气候效应,大气中痕量气体来源、输送及对生态环境的影响。为此,Advances in Polar Science计划于2015年12月组织出版"南北极地区大气气溶胶和痕量气体观测研究"专刊(正刊,第26卷第4期)以纪念中国南极大气气溶胶和痕量气体观测研究30周年。文章的内容可围绕"南北极地区大气气溶胶和痕量气体观测研究"这一主题,主要探讨以下的问题(不限于):(1)温室气体及其海气交换通量;(2)痕量气体和有机污染物输送特征;(3)气溶胶来源、迁移变化和沉降;(4)黑碳、臭氧耗损及其气候效应;(5)气溶胶遥感反演和气溶胶气候模式。为确保本专刊的论文质量,特邀请国家海洋局第三海洋研究所陈立奇研究员、中国科学技术大学谢周清教授、美国Rutgers University的高原教授共同担任特邀编辑。     

近30年北极海冰异常变化趋势

在过去30年间,北极气候发生了前所未有的异常变化,北极海冰变化更是经历了令人瞩目的、从平缓到突变的缩减过程,因此,北冰洋及其海冰的研究得到广泛的重视。综述当前国内外有关北极海冰快速变化的研究工作,对这些大气的现场观测和卫星遥感资料的分析,以及一些全球和区域气候模拟的结果,基本上一致地指出了近3O年来北极海冰的快速衰减趋势,尤其是夏季北极海冰正以每lO年超过10％的变化幅度快速减少。从海冰的基本物理特征、与大气海洋相互作用的物理过程、及其对全球和北极气候变化的响应和反馈机制,研究形成这种快速变化的因子--海表面气温增暖,太平洋与大西洋人流的热盐性质变化,以及大气环流模态的影响等。     

前言

<正>南北极是地球系统中的重要组成部分,是全球气候变化最显著、响应最敏感的区域,也是研究地球气候系统的关键区域,对过去全球气候变化起着极其重要的作用和影响。自从1999年中国首次北极科学考察以来,国家海洋局极地考察办公室组织并实施了五次北极科学考察;尤其值得一提的是,2012年中国第五次北极科学考察期间,"雪龙"号首次穿越北冰洋,到达北大西洋极区的格陵兰海和挪威海,并访问了冰岛。在中国首次至第五次北极科学考察期间,"雪龙"号分别在亚北极的白令海和鄂霍茨克海、北冰洋、格陵兰海、挪威海以及冰岛周边海域进行了海洋地质调查,共获得了199个站位的箱式样,61个站位的多管