南极雪冰中硝酸根稳定同位素研究进展

硝酸根(NO_3~–)是南极雪冰中主要的化学离子之一,过去对雪冰NO_3~–记录与气候环境信息的关联开展了广泛研究。然而,不同于雪冰中其他化学离子,NO_3~–沉积进入雪层中会发生一系列复杂的沉积后过程,给定量解读雪冰NO_3~–的气候环境信息带来了严峻挑战。NO_3~–的稳定同位素构成则为定量解译大气氮的来源、氧化剂的相对丰度等提供了有力工具,受样品量(尤其是冰芯)和含量所限,目前对南极雪冰中NO_3~–稳定同位素研究仍非常薄弱。本文综述了目前南极雪冰中NO_3~–稳定同位素的空间分布特征和主要影响因素、NO_3~–的沉积后过程和相关机制及南极雪冰中NO_3~–稳定同位素记录,并指出了目前研究存在的主要问题,探讨了未来南极雪冰中NO_3~–稳定同位素可能的研究重点和方向。     

极地雪冰中高氯酸盐的研究进展

环境中普遍存在着自然条件下产生的高氯酸盐(ClO4-),其同位素组成的显著特征(如17O异常和/或36Cl正值)表明这些ClO4-很可能来自于大气平流层且臭氧(O3)参与了其形成过程.极地冰盖是保存大气来源ClO4-的天然档案,能够提供大气来源ClO4-的含量、空间分布、长时间尺度内的变化序列及不同历史时期的来源等信息...     

过量氘新的定义及其在极地地区的应用综述

水汽中过量氘主要受蒸发过程中非平衡动力分馏控制,而水汽冷凝过程一般认为同位素发生平衡分馏,平衡分馏过程对降水及水汽中过量氘影响较小,因此理论上可以利用冰芯过量氘记录进行水汽源区环境条件的定量重建。在极地地区,较低的温度导致水汽的冷凝程度较高,氢(δD)与氧(δ~(18)O)稳定同位素的斜率受与温度有关的平衡分馏系数显著影响,因此极地降水中过量氘实际上还受平衡分馏系数影响;此外,随着水汽冷凝程度的升高,水汽中δD/δ~(18)O值越来越低,δD和δ~(18)O之间的非线性关系越来越明显,这导致传统线性过量氘(定义为d_(excess)=δD-8δ~(18)O)的值还受同位素值本身的影响。因此,上述线性过量氘定义的不足使得利用极地冰芯过量氘记录进行水汽源区环境条件定量重建的精度受到了很大的限制。为了弥补传统线性过量氘定义的不足,近年来一些研究者提出了过量氘的对数定义和指数定义。本文旨在说明传统线性过量氘定义的不足,详细介绍两种过量氘新定义的基本原理与优势、最新研究进展及其在极地地区的应用前景。     

重庆雪玉洞CO_2浓度变化的自然与人为因素探讨

通过对重庆雪玉洞洞穴CO2浓度、地下河CO2分压及地下河水、滴水次生沉积物稳定碳同位素δ13C等地球化学指标进行的完整水文年监测,并结合该洞以往的CO2短期观测记录,发现洞内与CO2相关的环境因子均存在显著的季变性,其总体特征是:CO2浓度夏高冬低,δ13C夏轻冬重。对比每月游客量变化,发现人为因素对洞穴CO2环境的改变远弱于自然因素,洞内发育的常年地下河在其中起主导作用。地下河的存在使不同相态的碳在洞内快速流动交换以达到平衡,从而在"质"上(同位素比)和"量"上(浓度)反映外部环境的季节变化,又使得各项地球化学指标在每年的4月和11月换季时呈现突变特征。可推断雪玉洞CO2的改变来源于地下河对洞穴上部土壤CO2的传递,最终归因于土壤层生物活动对季节气候条件变化的响应。而雪玉洞地下河在CO2变化过程中的传递作用十分突出,可作为同类型洞穴的借鉴,为旅游开发服务。     

宁夏连阴雨(雪)过程变化规律研究

利用宁夏主要气象站1961年以来逐日降水及云量资料,定义了连阴雨（雪）日数的标准,分析了近50 a来宁夏连阴雨（雪）过程的分布特征、演变规律及与降水总量、干旱灾害的关系。1961年以来宁夏连阴雨（雪）过程总体呈下降趋势,尤其5~7日的过程显著下降;冬季连阴雨（雪）过程呈上升趋势,且近年来变率明显增大;其他季节呈下降趋势,尤其春季下降趋势最明显;进入21世纪以来,虽然连阴雨（雪）过程总体仍偏少,但比20世纪90年代明显增加,其中冬季各级别的次数均增加,而秋季4日以下、8日以上的连阴雨（雪）过程也增多,特别是8日以上的连阴雨（雪）过程,年、冬季、秋季均为各年代之首,尤其秋季平均每年偏多2.2站次。近50 a来,宁夏连阴雨（雪）过程降水量及持续时间均呈下降趋势,进入21世纪明显回升,且8日以上连阴雨（雪）过程、过程降水量超过50 mm的连阴雨均较80、90年代明显增加,尤其10日以上的过程总数及过程降水量在50.0~99.9 mm的连阴雨所占比例均达到各年代之最;连阴雨(雪)过程的减少使得降水量总量减少,干旱灾害增加。     

祁连山东部大气降水分δ17O变化特征及水汽输送

祁连山作为我国西部重要生态安全屏障,是河西走廊内陆河流域核心水源区。通过测定2013年7月~2014年7月收集的降水样品中δ¹⁷O与δ¹⁷O值,分析了祁连山东部乌鞘岭大气降水中δ¹⁷O的特征,在此基础上对水汽来源进行了研究。结果表明：降水稳定同位素¹⁷O存在夏高冬低的变化特征;¹⁷O存在显著的温度效应而不存在降水量效应,¹⁷O与水汽压在干季呈现正相关关系。研究区大气降水的氧同位素降水线方程为：δ′¹⁷O = 0.509δ′¹⁷O -0.16,低于氧同位素全球降水线斜率;过量δ¹⁷O表现出夏低冬高的特点;综合分析氧同位素大气降水方程线和过量δ¹⁷O变化,发现该区域大气降水主要受局地水循环和大陆气团控制。祁连山东部地区主要受到西风和东南季风携带水汽影响,东南季风携带水汽对于祁连山东部的影响主要集中于夏季。研究可提高对祁连山区降水同位素演化的认知,为寒旱区同位素水文学的进一步研究奠定基础。     

南极中山站-Dome A断面表层雪稳定同位素空间分布及环境影响因素分析

中山站-Dome A断面是表层雪稳定同位素组成分析的理想区域,沿线进行δ18O、δD和d的空间分布及环境影响因素研究对反映东南极地区的气候变化和物质来源具有关键意义。因而,本文基于线性回归及相关性分析方法,详细探究了断面上多种环境因素与表层雪稳定同位素分布的空间关系。结果表明,温度和地理因素与同位素比值之间有显著相关关系,且海拔是地理因素中的主要影响因素,随海拔上升表层雪的δ18O呈线性下降趋势。另外,通过断面上δ-T斜率与南极其他断面对比,发现斜率可能具有冰盖近岸和内陆地区较低的区域性特征,而造成这一现象的原因是水汽源区的改变和低温条件下水汽过饱和时的同位素动力分馏。最后,d的空间分布在沿海区域和内陆区域也有不同,推测主控因素分别是水汽源区条件和温度。     

内蒙古大(暴)雪的区域特征

利用1961年10月～1998年3月期间每年10月至次年3月内蒙古111个测站日降雪量≥5 mm的资料,经统计分析和旋转经验正交函数(REOF)分析,阐述了内蒙古大(暴)雪的区域特征.结果表明:(1)内蒙古大(暴)雪的异常发生区与降雪量高值区一致.(2)降雪异常最突出的区域主要集中在40～45°N,105～123°E范围内.(3)前冬期(10～11月)的降雪异常变化对冬季(10～次年3月)总降雪异常变化贡献最大,后冬期(2～3月)次之,隆冬期(12～次年1月)最少.     

Distributional features of δ~(18) O in precipitation in China

Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｌｆｅａｔｕｒｅｓｏｆδ１８ＯｉｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎａＺＨＡＮＧＸｉｎｐｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｙ,ＨｕｎａｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８１ＣＨＩＮＡ...     

国际极地年(IPY)中国行动计划简介

中国是第四次国际极地年的发起国之一,国际极地年活动得到了中国政府的高度重视。2006年4月,由外交部、发展与改革委员会、教育部、科技部、财政部、国土资源部、卫生部、中国科学院、中国地震局、中国气象局、国家自然科学基金委员会、国家海洋局、国家测绘局等有关部委成立了     

极地冰雪环境地球化学指标及其指示意义

极地冰雪中可以反映气候环境的环境地球化学指标主要是可溶性杂质和不可溶性微粒。可溶性杂质主要包括H+、Na+、Mg2 +、Ca2 +、NH4+、Cl- 、NO3- 、SO42 - 、CH3SO3- 等。本文在概述冰雪中的这些化学杂质的来源影响因素和时空分布特征的基础上 ,概述了冰雪中NO3- 沉积的主要来源 (即闪电作用和高层大气光化学作用产生的含氮化合物等 )及其影响因素 (包括太阳活动、火山活动、超新星活动、核爆炸试验和沉积后的蒸发及迁移作用等 ) ,SO42 - 的主要来源 (即海洋生物释放和火山喷发等 )、影响因素 (包括源区温度、ENSO事件及海冰面积等 )和它们的时空变化特点 ;讨论了南、北极地区冰雪中微粒沉积的主要源区和变化特征。。     

MODIS极区遥感应用研究进展

卫星遥感技术在极地区域的应用日益广泛,中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer,即MODIS)则是遥感领域的重要卫星传感器之一。MODIS传感器,包括它的搭载平台、系统构成、硬件特征、波段范围及一般性应用都在文章中进行了全面性地描述。着重介绍了MODIS在极区遥感应用研究的进展,具体阐述了MODIS在极区地貌、极区大气和极区海洋方面的应用。在每个方面都列举分析了国内外的相关研究实例,充分说明了MODIS在极地区域的广泛应用现状。     

星载微波散射计技术及其在极地的应用

简要介绍了微波散射计的原理、星载微波散射计的发展状况及用于提高散射计图像空间分辨率的图像滤波重建算法。在此基础上结合几种星载微波散射计数据简要介绍了微波散射计在南北两极的应用情况 (海冰图测绘、海冰运动监测、海冰分类、极地冰盖研究等 )及其未来研究展望。     

极地冰芯中火山记录的研究进展

火山活动产生的硫酸气溶胶是影响气候变化的重要因素,这些气溶胶经大气环流被传输至极区,最后沉降和保存在极地冰盖上.根据火山气溶胶的性质,研究者们提出了冰芯中火山信号的识别方法,并据此重建了不同历史时期保存在极地冰盖不同地点的火山活动记录.这些记录在判别具有全球气候效应的火山事件、冰芯定年以及研究近1000年来火山活动对气...     

南极海冰和极涡指数的时空特征及相互关系

本文采用聚类分析方法将南极海冰距平划分成５个变化相似的区域。并计算了对应各区的南半球５００ｈＰａ极涡面积和强度指数。分析了海冰与极涡指数的时空特征及相互关系。结果表明，不同区域的海冰和极涡的气候特征和年际变化的差异十分显著。１区和４区的海冰变化最大。海冰范围和极涡指数在多数区都在２－２．５ａ和５－７ａ的振荡周期。仅发现１区海冰范围是扩张趋势，其他４个区都呈收缩趋势。南极平均海冰范围以１．６个纬度／     

极地冰盖冰雷达探测技术的发展综述

分三个阶段,即早期冰雷达系统(20世纪60至80年代)、第二代冰雷达系统(20世纪8O年代至2000年)和新冰雷达系统(2ooo年之后),综述了极地冰盖冰雷达探测技术的发展。最后,展望了冰雷达探测技术未来的发展趋势。     

南极纳尔逊冰帽的雪层及其成冰作用研究

纳尔逊冰帽雪—粒雪的演化依赖于融水渗浸冻结作用下的暖变质过程。积雪的密实化过程的快慢,取决于温度条件和融水的参与程度,以及自身的物理状况。粒雪的密实化过程表现为均匀且变幅小。纳尔逊冰帽成冰深度在23～25m,成冰历时17～19年。成冰带分为暖渗浸—重结晶带,渗浸—冻结带,消融带。     

极地深层冰川微生物研究的现状与意义

极地冰芯的研究对于揭示过去环境的变化规律和预测未来气候环境具有重要意义 ,我国科学家在此领域取得了一系列丰硕成果 ,跨入了国际领先行列。冰芯微生物的研究在国外近年来才刚刚开始 ,并且日益受到重视。南北极和低纬度地区高山冰川深层冰芯中封藏着几千年甚至几十万年的微生物 ,对它们的研究将为微生物多样性研究、过去环境的变迁、生物基因的进化甚至生命起源的研究开辟新的途径     

中国极地微生物学调查研究进展

中国自行组建的极地微生物学调研起始于上世纪80年代初,迄今20余年来,中国极地微生物学研究取得了丰硕的成果,调查范围涉及南北极,包括南极长城站、中山站及其附近区域土壤、空气、水体和南大洋水域,及从中取得的生命和非生命材料、白令海和楚科奇海、波弗特海、加拿大海盆等北冰洋海区,及青藏高原等等。对极地微生物的种群、含量、多样性、生长特征、生理生化特性、系统发育等作了广泛而有深度的研究分析,并就其中的一些菌株的活性物质开发利用进行了有意义的探索。最后对今后中国极地微生物学的研究提出了一些建议。     

极地冰雪氢氧同位素指标及其指示意义

本文综述了水汽来源状况、降水季节变化、火山喷发、太阳活动等气候环境因素对极地冰雪中同位素含量的可能影响及其程度 ,以及降水区域不均衡性、降水年际不均衡性、逆温层和同位素在冰雪中的扩散迁移作用等几种不稳定因素可能对冰雪同位素分析造成的干扰 ;在此基础上 ,综述了极地冰雪中δ1 8O、δD和其差值d(d =δD - 8δ1 8O)与局部或全球气温之间的一些线性关系 (包括全球尺度 ,格陵兰地区 ,南极地区等 )及它们在空间分布上的变化规律