中国第二次北极科学考察综述

经国务院批准,由国家海洋局组织实施的以了解北极变化及其对我国气候环境的影响为主要科学目标的中国第二次北极科学考察队于2003年7月15日从大连出发,途经日本海、鄂霍次克海,7月23日进入白令海,7月30日进入北冰洋。考察队于2003年9月12日返航离开北冰洋,26日到达上海,历时74天,安全航行14188海里,航时1010h。本次考察以“雪龙”船为支撑平台,辅以直升机、水面作业艇、冰上车辆延展考察空间,利用卫星跟踪浮标、海洋浮标、潜标、潜水器、卫星遥感等高技术手段以及常规观测设备,在白令海、楚科奇海以及加拿大海盆开展海洋、冰雪、大气、生物、地质等多学科立体综合观测,圆满完成了预定计划,获得了大批宝贵的现场数据和样品。来自中国、美国、芬兰、加拿大、日本、韩国、俄罗斯的109名科考人员参加了本次考察。     

北冰洋浮冰区的气象要素特征

利用中国首次北极科学考察队观测的气象资料 ,初步分析研究了 1 999年 8月 1 9～ 2 4日北冰洋浮冰 ( 75°N,1 60°W)上的温、压、湿、风、云量、辐射、海表温度、冰面及冰中温度等气象要素变化特征 ,并结合 50 0 h Pa高度场分析了该期间的天气过程。结果表明 :在考察期间海面与冰面温度日变化差异明显。除晴天夜间出现逆温外 ,气温随高度增大而减小 ,冰面为热源 ,不断有向上的热量输送。海温则稳定少变。冰中热交换主要发生在冰下 0～ 40 cm深度。由于有海上湿平流等影响 ,存在“逆湿”现象。晴天反射率具有明显日变化 ,早晚大 ,中午小。海冰表面平均反射率约为 0 .76。辐射与云量特别是低云量的关系密切     

北冰洋西部晚第四纪浮游有孔虫氧碳同位素记录的海冰形成速率

北冰洋西部晚第四纪浮游有孔虫Neogloboquadrina pachyderma(sin.)(Nps)壳体的δ18O和δ13C与浮游有孔虫丰度和筏冰碎屑含量的综合研究表明,MIS 7晚期以来,Nps的δ18O和δ13C值出现7次明显的偏轻,可能与海冰形成速率的提高造成轻同位素卤水的生产和下沉相关.偏轻的Nps δ18O和δ13C值对应于极低的浮游有孔虫丰度和筏冰碎屑含量,因此这些轻值与温暖的大西洋水和淡水的输入无关,应当指示进入北冰洋的大西洋水减弱和楚科奇海陆架水的大量减少.相反,Nps δ18O的重值则反映输入北冰洋的淡水和太平洋水的减少;Nps δ13C的重值指示来自陆架流通性更好的表层和盐跃层水向北冰洋的输送.     

北冰洋-欧亚大陆-太平洋地学断面东南段岩石圈有效弹性厚度

大陆岩石圈有效弹性厚度（Te）是表示岩石圈强度的参数，计算该参数对研究岩石圈大规模构造，分析大陆板块内的均衡补偿机制有一定意义。利用Forsyth提出的相关技术计算的北冰洋－欧亚大陆－太平洋地学断面东南段自黑水到泉州的Te值，并分析了重力和地形波长的相关性特征，初步认为：计算Te值所选的每个数据块在短波长（6.6-100km)内岩石圈板块的强度足以平衡地形负载，重力和地形不相关；在长波长（100－250km)内，地形及地下负载由弯曲模型补偿，岩石圈板块在地形及地下负载作用下而挠曲。断面通过地段具有较低热流密度值的陆核有较高的Te值，具有较高热流密度值的宁化，大田地区有较低的Te值，反映了较高的热流密度值对应较低的Te值，较低的热流密度值对应较高Te 值的关系，Te可分为南东低值段和北西高值段，地壳厚度大体上与Te值呈正相关关系。     

中国深度参与北极治理问题研究:以缔结《预防中北冰洋不管制公海渔业协定》为视角

国际规则的制定是中国参与北极治理的内容之一。《预防中北冰洋不管制公海渔业协定》是冷战后中国参与缔结的首个北极区域性条约,这无疑具有里程碑式的意义。然而,中国参与缔结《预防中北冰洋不管制公海渔业协定》同样反映出了一些问题。一方面,中国参与的意愿和能力与主导缔结条约的国家存有差距;另一方面,中国未能充分运用相关国际制度、机制和组织。中国是制定北极国际规则的建设性参与者,也可以成为深度参与北极治理的先行者。基于此,中国应加强参与意愿、提升参与能力,运用好相关国际制度、机制和组织,从而通过缔结条约深度参与北极治理。     

北冰洋海冰重建方法研究进展

近几十年来,伴随着全球变暖和大气中CO₂的增加,北极海冰的范围和厚度都显著衰减。数值模拟预测在未来20~50年,北冰洋中心海盆在夏季将可能成为无冰区。研究北冰洋海冰历史演变的沉积记录可以更清楚地了解现代海冰减少的控制机制并对预测未来变化趋势提供依据。文章回顾了北冰洋古海冰的重建方法,主要包括指标重建和数值模拟。用于重建古海冰的传统指标有IRD（Ice-Rafted Debris,冰筏碎屑）、微体生物化石以及地球化学指标等,北冰洋IRD和微体生物化石的记录表明北冰洋的海冰出现于大约47.5 Ma,永久性海冰出现于大约14 Ma,是北冰洋古海冰研究的重要发现。但是传统指标是间接指示海冰的变化且不能量化海冰,限制了北冰洋海冰历史演变的研究。近十几年来,海冰的直接指标IP₂₅（Ice Proxy with 25 carbon atoms）的发展,是北极海冰历史演变研究从定性到定量的里程碑,通过与海冰数值模拟结合,首次验证了氧同位素6期北冰洋在陆架边缘存在冰间湖（Polynya）。近年来,最新的气候模式结果显示中全新世北极海冰变化可以影响中低纬度及北半球气候。未来研究中,北冰洋多指标沉积记录与数值模拟研究结合,可以使我们更清楚地了解海冰变化的控制机制及其对全球气候变化的驱动。

     

北冰洋沉积物中锰和彩色旋回限定了更新世年代学

由于北冰洋中部记录深海沉积历史的深海长沉积岩心缺乏很好的测年资料 ,其新生代古环境发育基本上仍然是未知的。北冰洋沉积物的主要问题是难以在已有沉积岩心中建立精确的年代与深度的关系。北冰洋岩心中钙质微体化石动物群和植物群保存较差,阻碍了常规生物地层学和同位素古海洋测量技术的应用。因此 ,年代模型在很大程度上依赖于古地磁倒转地层学和测年方法 ,如１０Ｂｅ、氨基酸或岩石地层学 ,以及它们与 １４Ｃ测年之间的内插。古地磁倒转地层学依赖于对表示地磁场完全倒转或部分偏移的负倾斜带的解释。倒转可在年代表上存在几十万年 ,…     

北冰洋夏季的海雾

以中国首次北极科学考察采用国内外海冰、大气和海洋的先进观测设备,获得海、陆、空的同步或准同步观测资料为基础,重点研究北冰洋的海雾.发现在北冰洋大范围被海冰覆盖或冰水相间的洋面上,能够形成平流雾、辐射雾和蒸汽雾.每种海雾的特点和形成的物理机制不同.在北冰洋的南部,由于暖湿气流充分,易形成持续时间长、浓度大的平流雾;在冰盖和大浮冰块上,由于冰雪面的强辐射冷却,容易形成稳定的辐射雾;在浮冰区能够形成像开锅的蒸汽一样的蒸汽雾.指出在北冰洋形成多种海雾原因是海冰的分布及独特的物理特性造成下垫面性质的复杂化,产生的海气相互作用复杂化的结果,特别是冰雪面的反照率高,不能吸收极昼期充足的太阳辐射.冰又是热的不良导体,成为海气热交换的屏障,在浮冰区由于冰屏障的破碎,海气交换活跃.海洋以潜热的形式向大气输送热量,以蒸汽雾的形式反映出海气热交换的程度和对气候影响的一种表现形式.提出在蒸汽雾发生的过程中,海洋以感热的形式向大气输送热量.     

全球气候变化导致北极熊食不果腹

正今年4月,挪威极地研究所的研究员在北冰洋斯瓦尔巴特群岛上,抓拍到一只看似体格健壮的雄性北极熊。而7月,再次见到这只北极熊时,却看到了它枯瘦如柴的尸体,令人不忍直视。对此,野生动物专家推测,正是由于全球气候变化,引起海冰层的不断消退,北极熊     

2003年夏季西北冰洋浮游动物群落结构和地理分布研究

根据西北冰洋43个调查站位的浮游动物种类组成和数量资料,分析了浮游动物的群落结构和地理分布特征,探讨了浮游动物群落与环境因子的关系.结果表明,在调查区域存在三种不同的浮游动物群落类型:楚科奇海台和加拿大海盆地区的高纬度深海群落;楚科奇海中部的陆架群落;阿拉斯加沿岸和楚科奇海北部的沿岸过渡群落.深海群落浮游动物数量较少,...