北极径流增加对大西洋经向翻转环流影响的模拟研究

观测显示过去几十年间北极入海径流呈现增加趋势,CMIP5耦合模式预测表明21世纪北极入海径流仍会增加,在RCP8.5路径下,21世纪末北极入海径流量将会是1950年的1.4倍。本文利用冰-海耦合数值模式研究了北极径流增加对大西洋经向翻转环流的影响。基于两个数值实验的结果表明,如果北极入海径流按每年0.22%的速度（与RCP8.5路径下的速度相当）增加,大西洋经向翻转环流的强度在100、150和200年后将会分别减弱0.6（3%）、1.2（7%）和1.8（11%） Sv。北极入海径流增加导致大西洋经向翻转环流减弱的主要原因是,北极入海径流增加的淡水被输运到北大西洋后,会抑制北大西洋深层水的生成,这也会导致北大西洋深层水海水年龄的增加。     

中国东部地区冬季气温与北极涛动的关系

利用NCEP/NCAR再分析资料、北极涛动（AO）指数序列及中国160个台站月温度资料,分析1951-2007年中国冬季气温与AO指数的变化特征及其相互关系。结果表明：1951-2007年AO与中国东部地区冬季气温基本呈正相关关系。中国东部地区冬季气温指数（IWT）与北极涛动指数（IAO）均逐渐增强,并有显著的年际和年代际变化,均存在准18 a的周期变化特征。从偏相关系数来看,在年际尺度上,西伯利亚高压对中国东部地区冬季气温的年际变化影响较大,而AO与冬季气温无显著相关关系;在年代际尺度上,AO对中国东部地区冬季气温的影响较显著,比西伯利亚高压影响大。东亚大槽偏弱时,中国冬季气温偏高,AO指数也偏高,反之则相反。在年际尺度上,东亚大槽对中国东部地区冬季气温的年际变化影响较大,而AO与冬季气温无显著相关关系;在年代际尺度上,AO和东亚大槽对中国冬季气温的变化影响均较显著。     

北极涛动对青藏高原冬季变暖的影响

基于青藏高原地区1960-2010年高分辨率(0.5°×0.5°)的逐日地面气温格点资料以及 1960-2010年NCEP/NCAR全球月平均海平面气压场、高度场、风场的再分析格点资料(2.5°×2.5°), 通过计算青藏高原(74.75°~104.25° E, 26.75°~40.25° N)冬季地面温度平均值经标准化处理后得到的区域冬季气温强度指数, 分析了冬季北极涛动(AO)、西伯利亚高压与同期青藏高原地面气温的特征和关系. 结果表明: AO为负(正)相位时, 中高纬西风气流偏弱(强), 有(不)利于极地冷空气向南输送, 西伯利亚地区源地冬季风偏强(弱), 青藏高原冬季气温指数减小(增大), 地面气温偏低(高). 对AO作M-K突变分析, 发现其突变年份为1975年, 通过对突变年份前后高度场和风场作差值场分析, 结果显示: 冬季AO处于高指数时期, 500 hPa上, 欧洲东部槽变浅, 青藏高原北部的高压脊减弱, 环流呈纬向发展, 青藏高原上盛行偏南风, 气温偏高, 青藏高原地区为暖冬期; 200 hPa 上, 青藏高原东部的槽明显加深, 使得青藏高原地区对流层顶至平流层底的环流趋势以经向发展为主, 该区域主要受到偏北的急流控制, 易导致降温.     

北极航线的世界航运网络格局影响分析

北冰洋冰层的加速融化,引发了世界对北极航线相关问题的关注和思考,尤其是北极航线全线贯通之后,将会对当今世界航运网络格局产生更加深远的影响。本文分析了世界航运网络格局的内涵和现状,随后讨论了世界航运网络格局的要素,并以此为基础,分析了北极航线通航后对世界航运网络格局的影响,进而提出北极航线通航后我国的应对策略。     

北极海冰的气候变化与20世纪90年代的突变

应用英国Had ley气候研究中心1968~2000年的1°×1°的北半球逐月海冰密集度资料,使用EOF分解等统计方法,探讨北极海冰的气候变化趋势、海冰的突变、海冰的季节持续性和各季的特色。结果表明:(1)自1968年以来,北极海冰的减小是北半球海冰变化的总趋势;海冰的趋势变化在海冰的年际总变化中占有相当重要的地位,可达50%左右。冬春季主要减少区域在格陵兰海、巴伦支海和白令海;夏秋季海冰减少是唯一趋势,中心在北冰洋边缘的喀拉海、拉普捷夫海、东西伯利亚海、楚科奇海、波弗特海。(2)20世纪80年代中后期北极海冰已出现减小趋势,在20世纪90年代,海冰又出现范围和面积的突然减少,中心在格陵兰海和巴伦支海;即海冰减少是加速的,其变化程度已远远超过一般的自然变化。(3)海冰有很好的季节持续性,有很强的隔季相关,也有较好的隔年相关;各季节海冰分布型之间有很好的联系,表现为海冰分布型的总体变化趋势是一致的,在海冰的减少中也体现了分布型的特征。     

极光亚暴期间的南极中山站地磁共轭点位置研究

通过对北极斯瓦尔巴特( Svalbard )岛Longyearbyen台站的 极光扫描光度计和地磁 观测数据在地磁亚暴膨胀相期间的对比分析,发现扫描光度计记录中的极光边缘的快速极向 运动和地磁数据x分量的陡峭负弯之间有着良好的对应关系,地磁数据可用来研究两极 高纬 地区极光亚暴的地磁共轭特征. 对南极中山站、挪威Troms Svalbard台链和东格陵兰岛 地 区共15个地磁台站在7个典型极光亚暴事件中的地磁数据进行对比分析后发现, 中山站的地 磁共轭点位置存在明显的漂移特征,漂移的范围在斯瓦尔巴特岛与东格陵兰岛之间,纬度值 与CGM模型值近似.     

诗词歌赋中的星座世界（四）——北斗与皇权

斗为帝车 通过前几讲我们已经知道,中国传统的星座体系,严格地投射着人间的一种等级秩序。这种秩序大致说来是越向北极越高,最后,离北极最近的那颗星被命名为“天帝星”,是上天各星官的统治者。     

两种北极微型浮游植物的荧光差异性分析

为了利用荧光技术对北极浮游植物的生理生态信息进行系统研究, 本文以实验室培养条件下的两种北冰洋微型浮游植物——柔弱伪菱形藻(Pseudo-nitzschia delicatissima)和海链藻(Thalassiosira sp.)为研究对象, 先采用流式细胞术(Flow Cytometry, FCM)和全荧光光谱法对其活体中色素的静态荧光进行测量, 后利用脉冲调制方法(Pulsed Amplitude Modulation, PAM)对其叶绿素动态荧光信息进行测定, 对两种浮游植物的三类荧光信息进行综合比较分析, 结果表明: 柔弱伪菱形藻的丰度、基础荧光(F0)、光合系统Ⅱ(PSⅡ)光化学的有效量子产量(ΦPSⅡ)及光合电子传递效率(ETR)分别为22×105cell/mL、844、0.247和42.8, 皆高于海链藻的相应值(8×105cell/mL、464、0.185及33.0); 静态荧光和基础荧光分析表明柔弱伪菱形藻细胞内叶绿素a (chl a)含量较高; 海链藻细胞内则具有较高含量的类胡萝卜素, 其对光保护机制依赖性较强。本文初步展示了三类荧光分析法在极地微型浮游植物生理生态研究方面的联合应用。     

Analysis of recent climate change over the Arctic using ERA-Interim reanalysis data

This study investigates recent climate change over the Arctic and its link to the mid-latitudes using the ERA-Interim global atmospheric reanalysis data from the European Center for Medium-Range Weather Forecast （ECMWF）. Since 1979, sub- stantial surface warming, associated with the increase in anthropogenic greenhouse gases, has occurred over the Arctic. The great- est warming in winter has taken place offshore in the Kara-Barents Sea, and is associated with the increase in turbulent heat fluxes from the marginal ice zone. In contrast to the marked warming over the Arctic Ocean in winter, substantial cooling appears over Siberia and eastern Asia, linked to the reduction of Arctic sea ice during the freezing season （September-March）. However, in summer, very little change is observed in surface air temperature over the Arctic because increased radiative heat melts the sea ice and the amount of turbulent heat gain from the ocean is relatively small. The heat stored in the upper ocean mixed layer in summer with the opening of the Arctic Ocean is released back to the atmosphere as turbulent heat fluxes during the autumn and through to the following spring. This warming of the Arctic and the reduced sea ice amplifies surface cooling over Siberia and eastern Asia in winter.