从第三极到北极： 湖冰研究进展

在全球气候变暖背景下, 第三极和北极地区的增温尤其明显, 冰冻圈对气候变化有着更为敏感的响应。湖冰作为冰冻圈的重要组成部分, 其变化不仅是气候的指示器, 同时也通过改变能量平衡、 大气环流、 辐射平衡等影响区域气候。通过对比不同观测手段及主要模型模拟方法在湖冰研究中的优缺点及适用性, 总结了第三极和北极湖冰变化的时空特征, 结果表明：第三极和北极地区湖冰均显示初冰日推迟、 消融日提前、 封冻期缩短的趋势; 第三极和北极地区湖冰厚度呈持续减少趋势; 未来湖冰的这些变化将更加显著。第三极和北极地区湖冰的变化主要受到气温的影响, 同时也受到风速、 湖泊理化性质的限制。在系统梳理第三极和北极地区湖冰变化的基础上, 总结了湖冰研究面临的问题和挑战, 为未来湖冰研究提供科学依据。     

北极海冰数值模拟研究述评

根据国内外近年发表的主要文献,详细介绍北极海冰数值模拟工作的最新进展。综合评述各种主要动力学模式的特点和不足,指出与数值模式有关的主要物理问题,重点介绍海冰模式所特有的问题以及海冰数值模拟工作的发展方向。对以往的数值工作和海冰数值模拟的主要问题进行了总结,并在理论和实践方面进行了深入探讨,有助于我国相关工作的开展。     

北极地区油气资源的空间分布状况及特征分析

近年来,北极地区油气资源备受瞩目,北极地区油气资源开发利用开展得如火如荼,为北极国家能源产量增长带来了新的契机。文章以北极国家为出发点,采用文献梳理法,系统研究俄罗斯、美国、挪威、加拿大等北极国家在北极地区的油气资源勘探、开发情况;采用统计分析法,分析北极地区待发现油气资源与已发现油气资源的空间分布特征。研究发现,北极地区的油气资源在空间上呈现出极不均衡的特点。伴随着油气勘探技术的突破以及北极航道的逐渐开通,北极国家纷纷加快北极地区油气开发活动的进程,目前北极国家油气开发活动主要在陆地,而未来将逐步迈向北极近海。中国作为北极事物的重要利益攸关方,可以积极与北极国家开展合作,进而参与到北极地区油气资源的开发进程。     

AMAP评估报告解读:短寿命气候强迫因子特征及其对北极气候变化的影响

基于北极理事会北极监测与评估计划(AMAP)工作组于2021年发布的“短寿命气候强迫因子(SLCFs)对北极气候、空气质量和人类健康的影响”科学评估报告,本文系统解读了黑碳(BC)、甲烷(CH₄)、臭氧(O₃)与硫酸盐(SO₄^2-)气溶胶等短寿命气候强迫因子特征及其对北极气候变化的影响。报告指出:BC、O₃和CH₄共同促进了北极地区的快速变暖,而SO₄^2-气溶胶对北极气候变化具有致冷效应,由此减缓了由CO₂和SLCFs导致的部分增暖效应。全球人为源CH₄排放量以及北极大气中的CH₄含量持续增加,苔原退化、泥炭地融化、森林火灾频发等导致北极地区BC和有机碳气溶胶排放日益增多,气候变暖进一步导致更大范围且更加频繁的森林火灾和冻土退化,对BC与CH₄等释放以及气候效应形成正反馈。因此,SLCFs减排将有利于北极地区生态环境的健康可持...     

地震仪器定向与磁偏角

在安装地震仪器时,方位精度要求到6′,而在许多台站的摆房里预先没有划好方位线,故不得不借助罗盘定向,且必须用磁偏角修正。阐述了磁偏角的变化,提出了计算磁偏角的方法,推出了实用的计算公式。     

南北两极与人类未来

一说到地球的两极,人们首先想到的也许是遥远,寒冷,荒凉,危险,可怕的气候,严酷的环境,奇特的居民,凶猛的动物……因而谈极色变,望而却步。然而,唏嘘之余,又会释然,觉得那地方远在天边,遥不可及,与我们没有什么关系。这实在是大错而特错了。两极不仅与我们每个人息息相关,而且还制约着整个人类的未来与发展。     

基于全球导航卫星系统和铱星通讯的表面漂流浮标设计及其试验性应用

本文基于可以同时接收包括北斗、GPS和GLONASS在内的全球导航卫星系统的定位模块和铱星远程通讯模块,介绍了长航时、适用于全球水域和极地冰区的表面漂流浮标设计和组成,并对其测流性能进行了理论分析。通过中国第10次北极科学考察队在北极楚科奇海和白令海的试验性应用表明,相比目前常用的Argos表面漂流浮标,该浮标具有数据传输频率和有效性高、定位精度和流速反演高、功耗低和寿命周期长、适用于高海况和海冰密集度高的恶劣海域,并可进行后期功能拓展等特点。这一浮标技术的研究对于支撑我国极地观测网和全球海洋视测网建设可以起到重要作用。     

北极航道的贸易替代效应与贸易互补效应分析

随着北极冰雪加速消融,北极航道在国际贸易运输中的关注度日益提升。文章采用理论模型进行分析,认为北极航道通过贸易替代效应与贸易互补效应对世界贸易格局产生影响。研究发现北极航道开通将：提升航道沿线各国间的贸易潜力,改变沿线国与非沿线国间部分贸易活动的流向;催生北极航道沿线国之间部分贸易活动的产生,改变北极航道沿线国之间部分贸易活动的流量。     

北极涛动年代际变化对华北地区干旱化的影响

华北地区夏季降水在20世纪70年代中期以后进入年代际偏少阶段,表现出明显的干旱化趋势。华北干旱加剧具有特殊的大气环流背景,主要表现为在20世纪70年代中期以后亚洲大陆东部的热低压减弱,同时对流层低层到高层东亚夏季风环流减弱。这种异常的大气环流背景主要是由海陆热力差异和北极涛动的年代际变化造成的。近二十几年来,北极涛动维持在高指数位相是导致东亚地区大气环流异常的重要原因,并由此造成了华北干旱的加剧。     

Summertime freshwater fractions in the surface water of the western Arctic Ocean evaluated from total alkalinity

As a quasi-conservative tracer, measures of total alkalinity （TA） can be utilized to trace the relative fractions of freshwater and seawater. In this study, based on the TA and related data collected during the third Chinese National Arctic Research Expedition （JulySeptember 2008, 3rd CHINARE-Arctic） and the fourth Chinese National Arctic Research Expedition （JulySeptember 2010, 4th CH1NARE-Arctic）, fractions of sea-ice meltwater, river runoff, and seawater within the surface water of the western Arctic Ocean were determined using salinil~~ and TA relationships. The largest fraction of seeL-ice meltwater was found around 75~N within the Canada Basin during both surveys, which is located at the ice edge. Generally, it was found that the frac- tion of river runoff was less than that of sea-ice meltwater. The river runoff, composed mainly of contributions from the Yukon River carried by Bering inflow water and the Mackenzie River, was influenced by the currents, leading to two peak areas of its fraction. Our results show that the dilution effect of freshwater carried by Bering inflow water during the 3rd CH1NARE-Arctic in 2008 expedition period may be stronger than that during the 4th CH1NARE-Arctic in 2010 expedition period. The peak area of sea-ice meltwater fraction during the 4th CH1NARE-Arctic was different from that of the 3rd CHINAR-E-Arctic, corresponding to their sea-ice condition.