四种再分析辐射资料在东南极高原适用性评价

利用东南极Panda-1站2011年2月至2012年1月期间的辐射观测资料,检验了四种再分析资料在该地区的适用性。结果表明:对各辐射分量ERA interim在Panda-1地区的适用性都明显好于其他三种再分析资料,这主要归因于其四维变分(4D-VAR)数据同化系统的应用、新的云预报方程和改进的参数化方案以及同化了更多的卫星资料雷达等非常规探测资料。对于向下短波辐射,NCEP-1与实测值之间偏差最大(18.7 W·m-2),可能原因是模式对大气透明度的高估和对云量的低估。对反射率模拟的偏差直接导致了各模式对净短波辐射模拟偏差。NCEP-1与JCDAS都低估了Panda-1地区的地表反射率,模式中,地表吸收了更多的向下短波辐射,最终导致对净短波辐射模拟偏高。对向下长波辐射,四种再分析资料都存在不同程度的低估,冬季偏差大于夏季,其中NCEP-1与NCEP-2偏差最大(分别为-62.6 W·m-2和-37.3 W·m-2)。四种再分析资料均不能很好地反映Panda-1地区净辐射的年变化情况,一般而言,夏季偏差小,冬季偏差大。虽然再分析资料存在明显的缺陷和不足,在广袤的东南极高原地区,观测站点稀少,实测资料无法满足需要,再分析资料仍不失为研究东南极地区气候的一种有效工具。     

东南极普里兹带多期变质作用及其对罗迪尼亚和冈瓦纳超大陆重建的启示

东南极普里兹带是一条经受格林维尔期和泛非期高级构造热事件影响的多相变质带,其构造演化过程与罗迪尼亚和冈瓦纳超大陆的形成密切相关。新的岩石学和年代学资料表明,普里兹带中的格林维尔期高级变质作用是区域性的,并经历了>970Ma和930~900Ma两个演化阶段(期),变质条件达到相对高温高压的麻粒岩相。格林维尔期造山作用起始于活动大陆边缘或岛弧环境下的岩浆增生,最后发展到陆陆碰撞,从而使印度、东南极西陆块和非洲的卡拉哈里克拉通拼合在一起,构成了罗迪尼亚超大陆的重要组成部分之一。普里兹带中的泛非期高级变质作用并不象前人认为的那样只发生在中低压麻粒岩相条件下,而是达到高压麻粒岩相,并具有近等温减压的顺时针P-T演化轨迹。格林维尔期变质先驱的普遍存在说明泛非期碰撞造山事件主要叠加在印度-南极陆块东缘的基底杂岩之上,所以其主缝合线的位置应该在现今普里兹带的东南方向,并可能向南极内陆延伸到甘布尔采夫冰下山脉。对不同类型岩石的精细定年揭示,普里兹带中泛非期造山作用过程从570Ma一直持续到490Ma,这与东非造山带的晚期碰撞阶段大致相吻合。因此,冈瓦纳超大陆的最后拼合可能是通过西冈瓦纳、印度-南极陆块和澳大利亚-南极陆块等三个陆块的近于同期碰撞来完成的。     

东南极格罗夫山地区晚第三纪孢粉的发现

对采自东南极格罗夫山地区的7个土壤样品、2个冰碛岩样品和1个剪切泥样品进行了孢粉分析,共获孢子花粉33个种属,乔木和木本花粉总数占94．5％,灌木和草木植物花粉总数占3．2％,蕨类植物孢子总数占2．3％,乔木和木本花粉中主要的优势种属为松属（Pinus）和桦属（Petula）以及少量的栗属（Quercus）、胡桃属（Juglans）、椴属（Tilia)和蒿属（Aretmisia)等。根据孢粉组合及形态和颜色特征,认为其时代可能为上新世。说明晚第三纪以来,东南极格罗夫山地区可能有一个暖期存在。     

东南极拉斯曼丘陵区大比例尺地貌图编制的理论与实践

分析制图说和综合制图说是目前国内外占主导地位的两种地貌制图体系。本文阐述了这两种体系的优劣。并设计出适合拉斯曼丘陵区的地貌图系统,分步骤对地貌形态的五大要素进行分析取舍。并辅以营力分区图,古剥蚀面图等力件,使综合地貌图信息更丰富,同时清晰度和直观性亦得到保证。     

东南极历史冰流速过估改正

南极冰盖表面冰流速是准确估算冰盖物质平衡和预测全球海平面变化的关键参数之一。针对冰流速提取中存在的流速过估现象,采用东南极20世纪60-80年代历史冰流速重建数据集,分析了整个东南极冰盖及不同海洋扇区、冰架/冰川过估改正量的空间分布规律。统计结果表明,东南极过估改正量的平均值约为28 m/a;在接地区和冰架前缘附近,过估改正量峰值高于其他区域,其中接地区最大过估改正量超过300 m/a。在海域尺度上,东印度洋海域在接地区和冰架区冰流速过估的现象较其余海域更加明显,其冰架区的平均过估改正量约为62 m/a;在冰架/冰川尺度上,Shirase冰川、Holmes冰川、Ninnis冰川、Publications冰架以及Totten冰川的平均改正量均超过50 m/a,高于整个东南极改正量的平均值。结合过估改正量与历史冰流速提取结果,证明改正量的分布在一定程度上符合冰流空间加速的规律。流速改正已应用于东南极20世纪60-80年代历史冰流速产品,对研究冰架稳定性、进一步研究全球变暖影响下的南极冰盖动态稳定具有重要意义。     

基于近红外光谱快速分析东南极湖泊沉积物化学元素含量

以东南极罗斯岛地区的3个湖泊沉积剖面为研究对象,利用紫外-可见-近红外反射光谱仪获得了沉积物样品的光谱曲线,讨论了东南极罗斯岛湖泊沉积物的光谱特征。在沉积物化学元素分析的基础上将样品分成建模集和验证集,采用偏最小二乘法建立光谱与化学元素指标的对应关系矩阵,通过验证集预测值和测定值之间的误差参数比较,发现研究的20种元素含量均能和光谱曲线建立有效的计算关系,其中,N、C、H、Mn、Ba、P、Al、Fe、K、Se、As和Hg等元素能够达到相当精确的预测水平(预测值与测量值之间的相关系数r20.90)。本研究结果表明,利用近红外反射光谱快速分析东南极湖泊沉积物中元素含量是一种潜在有效的方法。     

南极中山站-昆仑站间地壳厚度分布

自第4个国际极地年2007/2008开始至2013年,中国南极内陆冰盖科考队相继在自南极大陆边缘的中山站至东南极地形最高点昆仑站(Dome A)一线进行了低温甚宽频地震观测。本文对7个天然地震台站数据进行了分析,提取了这些台站的S波接收函数,据此反演获得了这些台站下的地壳厚度分布。结果显示:随着纬度的升高,地壳厚度由大陆边缘的中山站下的约38 km逐渐增加至CHNB台下的58 km,随后又于CHNA台站下方减薄至47 km,然后快速增大到南极地形最高点昆仑站(Dome A)下的62 km。昆仑站或Dome A是南极大陆地壳最厚的地方。从中山站至昆仑站之间地壳厚度的变化与冰下地貌变化存在明显的相关性,它们都说明了从中山站至CHNB之间地壳构造相对均匀。在距昆仑站约200 km的CHNA台下的地壳厚度(约47 km)明显比临近台站地壳偏薄,这可能说明了甘伯采夫山脉地壳侧向变化较大,即其形成时所遭受的构造作用较复杂。     

长城,向南延伸(三)——南极翁魂系南极

新年过后不久的那天,工地上有位队友说,《长城向南延伸》电视剧组正在拍金乃千跳冰窟的镜头。我们听后心中一阵担忧:老金毕竟50多岁的人了,平时又那么儒雅,为了扮演好角色,在船上越是风急浪大时,他越要强打精神抢镜头拍戏;现在南极大陆风寒地冻的,怎么又要往冰窟里跳?怀着一份担忧,我们踏着约2尺深的冰雪,匆匆赶到拍戏现场。那里是个风口,正刮着咆哮的10级大风。只见金乃千扮的生物学家和另一位由摄影师张黎平扮演的生物学家一道,在表演采集生物标本、一不小心落进冰窟的那     

东南极中山站-昆仑站断面最高和最低气温变化特征

利用中山站-昆仑站断面自动气象站2 m气温和同期再分析资料分析了南极沿海到内陆高原的最高和最低气温的变化特征, 并通过个例讨论了气温出现极端过程的天气背景. 结果表明: 南极中山站-昆仑站断面最高和最低气温季节变化趋势基本相似, 年际变化不明显. 最高气温标准偏差大于最低气温, 冬季气温标准偏差明显大于夏季, 且夏季气温变化幅度远小于冬季. 随海拔的增加, 最高气温年较差逐渐增大, 最低气温年变化的无芯率(气温没有明显的最小值程度)呈增大趋势, 夏季气温变化幅度逐渐增大, 冬季气温变化幅度的区域性差异不明显; 2005年7月25-31日的极端降温过程主要受到极涡、地面冷高压及下降风的共同影响.     

东南极拉斯曼丘陵硼硅酸盐矿物组合硅硼镁铝矿-硼柱晶石-电气石的形成过程及其岩石学意义

东南极拉斯曼丘陵长英质片麻岩中产出大量的电气石-硼柱晶石-硅硼镁铝矿之硼硅酸盐矿物组合,这些矿物(电气石除外)的形成晚于变质峰期一般的硅酸盐矿物。电气石可多次出现,硅硼镁铝矿之后形成硼柱晶石,很少见两种以上的硼硅酸盐矿物能够同时结晶,各种硼硅酸盐矿物在同一期、甚至同一阶段内呈递进关系。在硼硅酸盐矿物的结晶过程中,B₂O₃和Al₂O₃较为活动,从而SiO₂的活度相对受到抑制,即存在组分的分异和活性波动,表明络阴离子SiO₄^4-、PO₄^3-、BO₃^3-活动高峰并非同步,因而,挥发分组分对深熔作用的影响可能是有限的;同时,结晶的金属阳离子组分不断发生分异。不同的硼硅酸盐矿物形成的介质条件有所差异：电气石形成于富钙的弱酸性溶液,硅硼镁铝矿应为近中-碱性溶液介质,而硼柱晶石形成于含少量氟的偏碱性介质环境。除温压因素外,流体挥发分种类和介质条件也影响到硼硅酸矿物的多期次、多阶段的变化,从而造成矿物组合的复杂性。本区长英质岩石中硼(B)及其他挥发分组分的较高含量可由原岩成分决定,亦可经由变质-深熔作用引起,即深熔作用时熔体的整体优先吸收硼(硼的第一次富集)及随后熔体结晶阶段的局部残留和富集硼(硼的第二次富集)。Gdd-Prs-Trn硼硅酸盐矿物组合的存在,表明发生了以脱水为主的高级变质作用,同时伴随强烈的深熔作用。挥发分组分在露头尺度体系中可能属于开放性质,而在更大尺度和范围内则基本封闭;在深熔作用中,硼等挥发分的存在影响了熔体的组成,使得岩浆熔点降低、熔融成分调整,粘度有所降低,更容易运移;而且,熔体可以携带这些挥发分,当熔体结晶时挥发分析出、结晶,局部富集而形成硼硅酸盐矿物,尤其是沿着一些构造有利部位发生显著的聚集。