南极普里兹湾海冰厚度的电磁感应探测方法研究

本文介绍一种由EM31-ICE型电磁感应仪和激光测距仪组合而成的船载电磁感应海冰厚度探测系统. 针对海冰和海水的电学特征,运用电磁感应技术提取探测系统至海冰下底面的距离,运用激光测距仪测量冰面粗糙度和探测系统至海冰上表面的距离,两组数据结合,实现了海冰厚度的探测. 通过南极现场探测数据分析,并与钻孔实测冰厚数据对比研究,定量分析了探测系统距离冰面的高度效应,建立了该系统冰厚测定值随高度变化的修正关系式,并对船载航行数据进行了系统校正. 与SCAR ASPeCt的冰厚数据对比分析,表明该系统能够获得可靠的海冰厚度并具有较高的精度,且能满足对极区大范围海冰厚度观测的需求.     

极地冰芯固体直流导电特性检测(ECM)及环境意义

在介绍冰芯固体直流导电特性检测（ＥＣＭ）技术方法和检测原理的基础上,论述了ＥＣＭ检测技术应用于冰芯研究领域所具有的非破坏性、快速性和高分辨率的特点,分析阐明ＥＣＭ数据在冰芯年代划分、恢复火山活动历史、确定参考层位和生物质燃烧事件等方面的应用价值和研究意义。     

GLIMMER Antarctic Ice Sheet Model,an experimental research of moving boundary condition

A 3-D coupled ice sheet model, GLIMMER model is introduced, and an idealized ice sheet experiment under the EISMINT-1 criterion of moving boundary condition is presented. The results of the experiment reveal that for a steady-state ice sheet profile the characteristic curves describe the process of evolution which are accordant with theoretical estimates. By solving the coupled thermodynamics equations of ice sheet, one may find the characteristic curves which derived from the conservation of the mass, energy and momentum to the ice flow profile. At the same time, an agreement, approximate to the GLIMMER case and the confirmed theoretical results, is found. Present study is explorihg work to introduce and discuss the handicaps of EISMINT criterion and GLIMMER, and prospect a few directions of the GLIMMER model.     

利用三维GPR探测北极夏季海冰厚度及下表面形态特征分析

海冰在全球气候系统中扮演着重要角色。在中国第二次北极科学考察中，使用3D雷达探测结合冰钻进行海冰测量。雷达剖面上可清楚识别冰-水界面，与冰钻测量结果较好地吻合。雷达3D图像清晰显示了冰底界面在3D方向的起伏变化以及冰内构造的空间展布情况。对三维探测区域内海冰厚度统计显示，所测冰盘的平均厚度为4．15m，较厚的区域位于左下角，最大厚度约为6．4m，较薄的区域是在中央和左上角区域，最小的厚度小于3．0m。经过进一步计算可提供如海冰上下表面面积、海冰体积等参数，为遥感和数值模拟提供地面校核数据，也为海冰形成机制和动力作用过程研究提供佐证和依据。     

东南极伊利莎白公主地LGB65点的雪层密度与剖面特征

对东南极冰盖伊利莎白公主地LGB65点的50m雪芯及雪坑进行了雪层密度与剖面分析。结果表明，该处雪的密实化过程属冷型落实化类型，第一和第二临界密度深度分别为10．4m和60．4m深霜不育，雪层中为数不多的雏形深霜层厚度仅几厘米，多分布在冰壳层的上、下两侧，16．0m以上，发芯透光性的变化不明显，之下，透光性逐渐表现出韵律变化，雪层中辐射壳和风壳频繁出现，其中辐射壳可作为划分年层的重要依据，综合雪层内的各种层位特征，初步划分出LGB65雪芯的年层约为243a，总的年平均积累率为131．9mm，20世纪60年代年积累率低于平均水平，70年代中期以后，;积累率出现大幅度增加，进250a来该处的年积累率呈增大趋势。     

非恒定水流计算的最优控制问题及其变分求解

为综合利用各类可用的信息源(如水流运动规律,观测资料和统计信息),在反问题的框架下构建了非恒定水流计算的变分模型.针对模型预测的可能误差来源,给出了初始条件、边界条件、物理参数三类独立参量及综合控制问题的定义.在此基础上,阐述了变分法求解这类偏微分方程最优化控制问题的基本原理及模型求解步骤.同时,为便于应用参考,选取初始条件、边界条件和物理参数作为控制向量,以实际常用的水流运动微分方程为基础,导出了一、二维非恒定水流计算的通用伴随方程.并以珠江黄浦至大虎段二维潮流计算为例,展示了变分模型的应用.     

利用船测数据以及Landsat-7 ETM+影像评估南极海冰区AMSR-E海冰密集度

利用第26次中国南极科学考察期间收集的海冰密集度船基观测资料以及由Landsat-7 ETM+得到的海冰密集度来验证AMSR-E南极海冰区海冰密集度产品的精度。AMSR-E海冰密集度与船基目视观测的海冰密集度存在着一定的线性关系(R²=0.816), 但两者匹配得并不是很好。与ETM+海冰密集度相比,AMSR-E数据趋向于低估海冰密集度,在25景晴空条件下的ETM+影像中,平均海冰密集度偏差(AMSR-E海冰密集度-ETM+海冰密集度)从-5.33%到-21.5%,而相应的均方根误差RMSE (Root Mean Squared Errors)从13.7%到33.8%。依据Landsat-7 ETM+ 海冰分类,AMSR-E数据海冰密集度最大的误差产生于新冰区。     

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...     

红壤退化中的土壤质量评价指标及评价方法

土壤质量评价与监测是评价土壤退化的重要工作,也是重新设计持续性的土壤管理系统的基础。目前缺乏统一的评价指标以及将各项土壤性质与土壤管理措施结合起来的评价方法。本文首先提出了选择红壤质量评价指标的原则,并从化学、物理学和生物学三个方面初步探讨了评价红壤质量动态变化可资采用的指标体系,综述了国内在南方丘陵区红壤质量演化的研究中应用的指标;最后从土地评价方法中选择了可用于红壤质量评价的方法,并简要综述了国际上最新的土壤质量评价方法。