星载激光测高及其在极地的应用研究分析

提要采用卫星测高技术研究两极冰面高程变化和物质平衡状态是目前国际研究的一个热点。本文首先叙述了IcEsat卫星任务,包括系统构成、基本原理和数据产品等,然后结合极地研究的主题和具体任务,分析了星载激光测高技术用于监测两极冰雪变化的优越性和应用前景,为今后利用多种卫星遥感遥测技术研究极地冰雪变化打下基础。     

极地科学数据关联方法及应用研究

为了从海量极地科学数据中准确、智能地发现用户所需要的数据,首先,系统研究分析极地科学数据特征,挖掘极地科学数据本身隐含的语义信息,建立极地科学数据关联指标体系;其次,研究极地科学数据关联方法,最后设计并实现极地科学数据关联查询应用原型系统。以极地科学数据共享平台的元数据作为语料库,自动抽取极地科学数据关联指标数据,实现极地科学数据集之间的自动关联。应用实践表明,利用极地科学数据关联方法不仅可直接检索出满足条件的数据,还可以检索出潜在的相关联的数据。该关联方法研究可促进极地科学数据的集成、融合与共享应用。     

考虑空间关系的极地科学数据本体表达与构建方法研究

两极是世界各国关注和研究的热点地区,极地科学数据量飞速增长,如何高效地管理极地科学数据并提供数据的智能服务,已成为极地数据库研究的重点。针对目前以关键词和主题词等字符匹配为核心的数据库查询中存在的查不全、查不准等问题,以中国南北极数据中心的元数据库作为数据源,引入本体论思想,提出了考虑空间关系的极地科学数据本体构建方法,研究了极地科学数据的语义概念、属性及语义关系,着重考虑了空间关系在本体构建中的形式化表示模型;设计了考虑空间关系的极地本体总体框架;最后,利用本体构建工具实现了极地科学数据本体库的搭建。考虑空间关系的极地科学数据本体库的建立对极地科学数据的精确发现和信息共享提供了有力的支撑。     

利用卫星数据估算南大洋海-气CO2通量的展望

本文简述了南大洋在全球碳循环系统中的重要作用以及极地海域海洋CO2通量现场实测数据调查的局限性和存在问题,借鉴国外学者在大洋利用卫星数据估算海-气CO2通量的研究成果,结合我国在南极积累的二十多年的大洋考察资料,展望我国在南大洋进行相关碳通量估算的研究前景。总的基本思路是:从海表层水CO2分压和其相应的调控因子之间推导出经验公式,通过最佳的插值方式由卫星遥感数据外推整个计算海域的CO2数据场,与实测数据做比较,计算碳通量。     

极地冰雪探测冰雷达技术发展回顾与展望

冰雷达是用于极地冰雪探测的主要技术手段,为研究极地冰雪的几何特征、内部结构、冰下地形地貌和冰底环境提供了重要的基础观测数据。20世纪50年代,人类首次发现特定频段的电磁波可以“穿透”南极冰盖,进而在60年代研制出用于极地冰盖冰下探测的冰雷达系统。之后60多年里,随着计算机、电子信息和卫星定位导航等技术的发展,冰雷达技术研究取得快速发展,形成了适用于极地冰盖、海冰及其上覆积雪不同探测需求的多样化冰雷达系统。本文在简要回顾了早期冰雷达技术发展的基础上,着重从极地冰盖深部探测、极地冰盖和海冰浅表层探测以及新型极地冰雪探测冰雷达技术3个方面,回顾总结了近10年来国内外主要进展。未来,为适应极地冰盖、海冰及其上覆积雪观测研究的多种需求,需要进一步提升冰雷达系统性能(探测深度、跨轨迹向分辨率、垂向分辨率等),并且研制满足新型平台(无人机、卫星等)搭载需求的小型、低功耗冰雷达系统,以及发展多通道、多频、多极化集同观测模式的综合冰雷达技术。     

中国极地科学数据库系统的研究与建立 I.数据资源的组织以及元数据与数据集的关系研究

在中国极地科学数据库系统项目建设过程中 ,通过对极地科学数据管理现状以及数据分布情况、数据类型等因素进行分析 ,提出数据资源的组织及其表达形式两个关键问题 ,并进行了研究与探讨。结果表明 ,用户对数据共享的持续需求、顺达的行政支持、明确易行的技术要求以及稳定的经费支持是解决数据资源组织问题的关键 ,在项目实施过程中 ,涉及到数据资源组织问题的解决措施都是立足于对上述 4个方面的思考。针对数据的表达形式问题 ,在数据库系统设计中 ,数据的表达形式研究包括了用户需求分析、数据库结构设计等环节。将基础数据表示为数据集和数据说明 (元数据 ) ,后者通过标准化、格式化后作为元数据库与前者 (数据库 )关联。同时 ,将元数据库从纯粹的数据说明集合扩展成数据库的搜索引擎。在实际开发过程中 ,运用上述设计思路解决了极地科学数据种类多、零散、结构复杂的技术难点     

雪龙在线网络信息平台的研发与展望

雪龙在线是一个连接"雪龙"号与国内的网络信息平台,借助于海事卫星通讯链路(BGAN)将船上航行动态信息与科考仪器数据与国内服务器进行交换,并在互联网实时发布获取的动态数据,为极地考察主管部门、考察队员及其家属以及社会公众提供一个了解"雪龙"号航行状态、关注极地考察的窗口,并可通过国内专家团队和专业数据产品为"雪龙"号航...     

2003/2004年极地基础数据共享工作进展

本文简述了2003-2004年期间中国第18、19次南极考察和第2次北极考察的数据汇交和共享工作的进展情况。以中国极地科学数据库为数据发布基础平台,利用ASP.NET技术开发动态数据库驱动的网站,通过“中国极地数据库网站”和“中国地球科学数据共享网”向用户提供公益性的数据共享服务。2003-2004年发布新的数据集406个,新增记录100多万条。     

《极地研究》征稿简则

<正>《极地研究》是集中反映南北极多学科考察研究成果的综合性学术刊物。它是极地科学工作者发表最新研究成果的园地,也是进行国际国内极地考察研究学术交流的窗口。本刊主要刊登以极地为研究对象或以极地为探测平台的基础研究、应用研究和高技术研究成果,反映该领域的新发现、新创造、新理论和新方法。具体报道范围包括极地冰川学、极地海洋科学、极地大气科学、极区空间物理学、极地地质学、极地地球物理学、极地地球化学、极地生物与生态学、极地医学、南极天文学,极地环境监测、极地工程技术、极地信息以及极地政策研究与管理科学等。     

《极地研究》征稿简则

《极地研究》是集中反映南北极多学科考察研究成果的综合性学术刊物。它是极地科学工作者发表最新研究成果的园地,也是进行国际国内极地考察研究学术交流的窗口。本刊主要刊登以极地为研究对象或以极地为探测平台的基础研究、应用研究和高技术研究成果,反映该领域的新发现、新创造、新理论和新方法。具体报道范围包括极地冰川学、极地海洋科学、极地大气科学、极区空间物理学、极地地质学、极地地球物理学、极地地球化学、极地生物与生态学、极地医学、南极天文学,极地环境监测、极地工程技术、极地信息以及极地政策研究与管理科学等。《极地研究》创刊于1988年,季刊,每年3月份、6月份、9月份、12月份出版,国内外公开发行。     

基于CryoSat-2测高数据的北极格陵兰海海冰干舷高提取研究

北极是全球气候和环境变化的驱动器之一,获取北极海冰的时空特征和变化规律对研究北极以及全球气候变化意义重大。格陵兰海是北极海冰剧烈变化的区域之一,采用CryoSat-2的雷达测高数据,获取了格陵兰海的海冰干舷高分布,并利用波弗特环流计划(BGEP)仰视声呐(ULS)数据进行了验证。研究结果表明,格陵兰海海冰干舷高和分布范围存在明显的季节性变化特征,具体体现在格陵兰海海冰从10月份进入冻结期开始,海冰分布范围不断扩张,海冰干舷高也逐渐增大,2月份平均干舷高达到最大(0.2 m),之后格陵兰海海冰开始消融,覆盖范围不断内缩,9月海冰干舷高降至最小(0.13 m)。     

极地雪冰中过量~(17)O研究进展

过量~(17)O是当前水体稳定同位素研究的前沿领域,在极地雪冰研究中备受关注。本文系统地介绍了水循环过程中过量~(17)O研究的基本原理和实验方法,在此基础上,重点评述了极地雪冰中过量~(17)O研究的最新进展,包括过量~(17)O的影响因素、空间分布特征、季节变化、末次冰盛期-全新世过量~(17)O演化特征,并针对极地雪冰过量~(17)O研究尚未解决的科学问题对未来的工作进行了展望。     

ICESat与ICESat-2应用进展与展望

近十年来,格陵兰和南极冰盖消融增速,两极地区显著变化.美国国家航空航天管理局(NASA)的冰、云和陆地高程卫星(ICESat)自2003年发射至2009年的在轨期间,用于定量分析冰盖和海冰的变化速率,并对这些变化的驱动机制进行检测与监测.ICESat在极地冰雪遥感应用等方面展示出了无可比拟的优势,对精确估算冰盖对海平面...     

我国极地航运能力建设和高冰级船队发展对策分析

我国在南极和北极的活动日益增多,参与南北极事务和争取极地资源的利用已经成为国家未来向外扩展的重要举措之一。随着气候变暖,极地冰融速度加快,尤其是北极航运窗口期越来越长,两极资源利用和科考活动的需求量越来越大。而目前我国用于航行两极,尤其是北极的高冰级商业化船队十分缺乏,航运的陆基支持保障能力缺少,这将严重影响我国极地事业和商业航运运营的发展。本文通过对不同冰级船舶的保有量、建造技术能力、船舶运营和极地港口设施等各环节的分析,得出我国缺乏带较高等级冰级符号且可抗浮冰厚度1m及以上的极地航行船舶、相应极地航运能力不足的结论,并提出了我国建设极地航运能力的对策建议,为我国建设一支能在极地航行且带较高等级冰级符号船舶的船队、破冰船队以及建设极地陆基航运支持保障能力等提供决策参考。     

中国2003年北极海冰调查及未来北极海冰研究战略

以建立气候模式中的海冰模式为主线 ,首先回顾了国际上海冰模式发展现状和趋势 ,从现有模式机理上存在的问题说明认识海冰各物理过程的现场和实验室调查研究的关键科学问题。之后介绍了中国第二次北极科学考察中的海冰调查内容。最后结合国内调查研究能力和国际上海冰科学发展走向 ,根据国内外资料和极地海冰的客观现象 ,提出 6项战略 ,希望作为以后中国北极海冰理论和模式为背景的现场和实验室研究的方向。     

海冰细菌研究进展

地球两极海洋上覆盖的海冰为微生物提供了一个极端的生存环境。微生物在这环境中生存需要生理和代谢上的复杂适应机制。现有的研究表明,细菌在海冰中旺盛地生长繁殖,并在极区生态系统中占有重要地位。同时海冰细菌也已成为生命现象多样性等基础研究领域和生物工程领域的新热点。本文就近年来国内外在海冰细菌系统发育组成、生态生理学、生态作用和环境适应等方面所取得的研究进展进行简述,并初步探讨了今后海冰细菌研究中需要解决的一些问题。     

基于多时序遥感数据的中山站附近地区海冰监测及雪龙船航迹特点分析

极地海冰是全球气候系统的重要组成部分,具有一定的季节和年际变化,它对极地科学考察有着重要影响。本文利用MODIS L1B级数据,经监督分类提取冰雪二值图并计算海冰面积,分析2000—2014年中山站附近地区的海冰的季节性和年际变化;结合Landsat影像及雪龙船航迹数据,分析2007—2012年雪龙船到达中山站的航迹特点,为极地科学考察提供参考。研究结果表明,2000—2014年中山站附近地区海冰年际变化规律大体一致,且在每年8月至次年3月有明显的季节性变化规律——海冰面积在9月底10月初达到最大值,在2月中下旬达到最小值;雪龙船到达中山站时间为该地区海冰融化的初期,其航迹特点与海冰分布密切相关。