现代信息技术与现代南极研究

现代南极研究需要现代信息技术的支持。开发利用信息资源 ,强化信息导向的作用 ,是南极领域自身建设的科学思想基础。本文以现代信息技术为经 ,以现代南极研究为纬 ,从软科学和系统科学的角度 ,宏观地俯瞰了南极研究的现在与未来 ,从不同侧面阐述了信息技术对南极研究的支持作用 ,强调了全方位、大科学化的重要性。南极研究作为最能体现国际合作的特殊领域 ,在开拓南极的科学独特性和南极的全球作用两大核心课题时 ,势必从各个层次上系统地应用现代信息技术 ,为参与全球计划的各大尺度问题的研究提供必要的支持。在我国的南极事业中 ,如何造就一个与国际南极研究同步的开放环境 ,加速信息资源的开发利用并能以有效、系统、经济、合理的方式进行 ,是时代赋予的机会 ,也是面临的新挑战 ,更是发展的必然。建立计算机化的南极信息系统是实现决策和管理科学化 ;增强南极活动中的运营能力 ;提高科研水平、加快科研进程的必要途径 ,是加入国际南极信息网络的前提与基础 ,也是全面促进和积极推动现代南极研究深入发展的重要环节。这项综合性的社会技术系统工程的实现 ,需要一个不断深化完善和动态发展的持续过程。     

南极搜救体系现状与影响及我国的对策研究

伴随各类南极活动的增多, 如何尽可能地减少和避免遇险、遇难事件并更好地进行搜救成为南极活 动各国重点关注的问题之一。在国际海事组织(IMO)和国际民航组织(ICAO)所划分搜救区域的基础上, 南极 地区形成了以距离南极最近的5 个国家为主导的南极搜救体系。各国的搜救职责依4 个国际公约确立。承 担搜救责任的5 个国家基于本国的搜救体系, 开展国际合作, 在南极搜救方面发挥了重要的作用和贡献。在 现有南极条约体系框架下, 南极搜救活动难免会对相关国家在南极的实质性存在、极地安全等问题产生一 定的影响。我国作为参与南极活动的主要国家之一, 在南极有着重要的利益诉求, 有必要通过完善相关的硬 件设施、提升搜救软实力等途径来提高我国的南极搜救活动参与度, 强化我国在南极的实质性存在与影响, 增强对南极事务的话语权。     

论南极条约体系的法律实施与执行

以1959年《南极条约》为核心的南极条约体系为缔约国确立了非军事化、南极环境保护、南极海洋生物资源养护等宽泛的国际法义务。随着南极条约体系的不断发展,南极人类活动的形式也从早期单一的政府组织的科学考察活动,朝着南极旅游、南极渔业以及南极生物资源勘探等多元化的商业活动方向发展。南极条约体系主要通过国际法层面的视察机制,以及敦促缔约国采取必要的国内立法或其他适当措施的形式具体实施和执行其所确立的原则与规则。不过因视察机制缺乏必要的救济措施、属人管辖限制而造成的对非缔约国执法真空,以及因地理位置遥远、气候环境严酷而导致的法律执行不能等问题依然困扰整个南极机制。面对挑战,南极条约体系应通过强化国际执法合作、完善南极视察机制以及加强公民极地教育等综合执法手段加以积极应对。     

南极海洋保护区设立的适宜性评价研究

南大洋海域因其特殊的地理位置、极端的气候环境和丰富的资源,具有重要的科学和经济意义。当今世界各国力争国家权益,积极参与南极海洋保护区设立的国际事务,然而我国虽对此持续关注,但相关研究甚少,在南极海洋保护区设立的适宜性评价指标和区划方法研究方面几近空白。在此背景下,通过对现有各国南极海洋保护区的提案分析,尝试构建南极海洋保护区设立的适宜性评价的多级指标体系,并基于我国南极科学考察数据,运用层次分析法和加权叠加分析,对普里兹湾海洋保护区设立的适宜性进行案例研究,以期为我国南极海洋保护区的设立和相关研究提供参考。     

南极洲政治前景浅析

南极洲的政治前景问题,即南极洲向何处去,或南极洲属于谁的问题。就这个问题的核心和实质而言,也可以说是在新的世界政治、经济格局中和南极条约体系运作的框架下,人类将如何应对和寻求解决南极洲的领土主权归属和资源开发利用的问题。自南极洲发现至今,乃至将来,这一问题都是各国政治家、外交家和社会历史学家们十分关注而又极难应对的棘手问题,也是人们普遍关注的热点问题。由于南极洲独特的自然地理、生态环境、富有资源的特殊性和政治背景的复杂性。时至今日,对南极洲国际事务处理和管理的最好办法,仍然是《南极条约》和南极条约协商国组织及其会议。那么,南极洲究竟属于谁呢?可以肯定,在相当长的时间里是很难找到肯定答案的。本文着重分析了过去和现在决定或影响南极洲政治前景的三种力量,尝试对“南极洲的政治前景”作一探索分析,以期对关注这一问题的人们有所裨益。     

地理信息系统在南极考察和研究中的应用

GIS在南极的应用包括空间数据采集和管理、测绘和制图、科学研究、环境保护、后勤管理和决策等各个方面。 SCAR的大地测量和地理信息工作组 (WG- GGI)每两年推出一批 GIS方面的国际合作项目 ,其中南极数字数据库 (ADD)、南极地理数据集成 (AGDI)、乔治王岛 GIS(KGIS)、空间数据标准等 GIS项目已取得显著成果 ,在南极研究领域产生了广泛的影响。本文介绍了国际上在南极开展的大量 GIS应用研究 ,为我国今后在该领域开展工作提供了参考与借鉴     

美国南极科研投入的统计分析及其对我国的启示

近些年来南极科研越来越受到世界各国的重视,作为《南极条约》的发起者和南极条约体系的管理者,美国始终站在南极科学研究前沿,对维护其国际南极事务领导地位有着重要意义。1953—2016年美国国家科学基金资助了7 759个南极科研项目,通过统计分析对项目投入进行以下4个方面的分析:南极项目投入、南极科研各学科投入、科研大项目以及合作机构。研究发现:(1)1953年至今,美国国家科学基金会(NSF)对美国南极科研项目的资助力度和重视力度不断增加,促进了美国南极政策的落实和发展;(2)美国各大科学指导机构出台的前瞻性文件对引领美国南极科考发展方向起到重要作用;(3)NSF充分利用各高等院校和研究机构的资源设施,搭建科研支撑平台,与之展开长期南极科研项目合作;(4)NSF重视科研大项目的开展,这些大项目站在南极科学前沿,引领美国南极科研更好地发展;(5)NSF通过学校、社会、媒体多个渠道开展南极教育,增进群众对南极了解并培养科研人员来维护美国在南极的科考领先地位。上述研究发现为中国南极科研政策制定提供了相应的启示。     

论风险预防原则在南极环境管理中的适用

风险预防原则是国际环境法中重要的一般原则,但是《关于环境保护的南极条约议定书》中却没有明确地规定该原则。在对比分析环境法领域中现有的关于风险预防原则的解释基础之上,避开了科学不确定性所产生的一些适用上的矛盾,从环境脆弱性的角度提出了一种全新的风险预防原则构成要素的结构分析。该结构分析有助于应对南极环境管理过程中所面临的困境,尤其是避免了与议定书中相关规定的冲突,可以更好地解决南极环境管理中的累积性影响、外来物种应对等;同时,完善全面环境影响评价报告中关于"知识差距和不确定性"的规定,也有助于南极环境的有效保护。     

既有南极治理机制分析

以《南极条约》为基础而逐步形成的南极条约体系,是南极治理的法律机制和制度基础,在既有的南极治理机制的规制下,各种行为体之间通过相互制衡,使南极权力格局达到了基本的平衡,实现了各国南极权利形式上的平等,维持了南极长达半个世纪的和平和科学研究自由的状态。但是随着南极海域非法渔业捕捞活动的猖獗、南极资源开发趋势的明显和南极沿海国大陆架划界案的增多,既有的南极治理机制面临着严峻的挑战。     

人类活动对南极陆地生态系统的影响

由于科学考察活动日益频繁以及旅游业在南极地区的迅速开展 ,人类活动对南极陆地生态系统的影响在最近几十年内一直倍受国际社会的关注。在广泛收集国外有关资料的基础上 ,本文对人类活动引发的南极地区区域性的土壤与植被污染、野生动物受扰、外来物种引进、以及细菌性疾病侵入等方面进行了论述。同时 ,阐述了南极以外地区的人为污染源对南极环境的潜在威胁。最后 ,对“南极条约体系”与国际社会为保护南极环境所作出的不懈努力进行了简要介绍与评价。     

乔治王岛菲尔德斯半岛地区环境背景值初探

本文探讨了南极乔治王岛菲尔德斯半岛地区岩石、原始土壤(风化壳)、沉积物、地表水、大气降水、气溶胶、生物等环境要素的基本化学组成和物理化学分析方法。本研究可为评价区域环境质量、制定环境标准、确定环境中的元素迁移、转化规律以及为南极资源的合理开发利用提供科学依据。     

中国南极地理信息系统的设计及其在互联网上的实现

利用GeoStar地理信息系统基础平台 ,结合我国近 2 0年来的南极考察测绘资料 ,建立了中国南极地理信息系统 ,并在互联网上发布。本文简述了该系统的设计思想和基本功能 ,在此基础上 ,对其今后更好地为我国南极考察、科研和管理提供服务作了展望。     

南极乔治王岛的地理环境分析：兼论南极地缘政治问题

作者从地理环境,尤其是气候和资源对航空、航海、科学考察的影响,讨论了南极乔治王岛地区的战略意义。根据对地质基础、矿产、火山活动以及冰川侵蚀历史和地貌现象的讨论,指出该区是研究古气候、古环境、大陆漂移和冰川冰缘地貌的极好场所;并指出该区种类全、数量多且具有南极特征的动植物和奇特的食物链关系,是其成为重要生物资源区和受条约保护的特别科学兴趣场所的主要原因;最后讨论了本区归属问题,认为《南极条约》今后可能继续生效或会制定出类似条约使本区和南极继续成为全人类的共有财富。     

南极冰盖SO_4~(2-)浓度记录研究进展

本文综述了南极冰盖雪冰中SO2 -4 的来源、SO2 -4 浓度记录的时空分布特征 ,特别对nss SO2 -4 记录的火山活动事件进行了概括与总结 ,反映了近年来南极雪冰中SO2 -4 记录的最新研究进展。南极冰盖雪冰中SO2 -4 来源的综述表明南极地区雪冰中的SO2 -4 主要来源于海盐、海洋生物和火山喷发三种。很多研究表明 ,用南极冰芯中记录的nssSO2 -4 可以恢复火山活动的历史 ,虽然对同一次火山活动 ,在取自南极不同地区的冰芯中 ,其浓度和沉积通量大不一样 ,然而 ,各次火山活动引起的硫酸根离子的沉积通量相对于Tambora火山的沉积通量的百分比在不同冰芯中却经常具有可比性 ,这使得利用冰芯中nssSO2 -4 的沉积通量推算历史时期火山喷发的强度成为可能     

南极潮汐测量及区域潮汐对冰架表面流速影响的研究进展综述

南极区域潮汐是计算南极物质平衡和南极冰架表面冰流速的重要影响因素,同时对于研究冰架崩解和全球气候变暖具有重要作用。南极潮汐测量的方法从最初的实时测量,发展到了卫星测高和遥感监测以及建立数值模型预测的阶段。已有研究表明潮汐周期与冰架表面流速间存在一定关联,例如Filchner-Ronne冰架和Ross冰架的潮汐变化与冰流速度的联系为:在大潮时冰流速度达到最快,小潮时冰流速度达到最慢。研究还对南极典型冰架区域潮汐特征及对冰架表面冰流速、高程变化等的影响进行了总结。今后的研究不仅需要继续关注西南极和南极半岛的潮汐变化,更加需要对东南极稀疏的区域进行潮汐观测,这对于构建整个南极潮汐数据库和提高数值模型的精度具有重要意义。     

南极和北极地区变化对全球气候变化的指示和调控作用——第四次IPCC评估报告以来一些新认知

政府间国际气候变化专门委员会（IPCC）2007年发布了第4次评估报告后,全球气候变化问题再次成为国际社会、科技界和社会公众关注的焦点之一,并迅速成为了一个重要的国际科学和政治议题。 2007年以来,尤其是第4次国际极地年的实施,越来越多的观测和研究事实表明,北极和南极地区正在出现快速地变化着,这些变化也正在从量上到质量变化,当在跨越这种变化的阈门时,可能出现：北冰洋会在2040年前后出现夏季无海冰所引起的北半球大范围的持续暴雪的寒冷冬季;2050年左右南极上空臭氧空洞可能消失并恢复到上世纪80年代水平,南极地区可能会快速升温并引起东南极冰盖和海冰快速融化,使海平面升高加速;极区海水温度快速升高会驱动极区表层海洋和上覆大气之间CO2分压平衡加速,极区海洋也会大量吸收大气CO2,并诱发海水酸化及对极区生态系统产生不可逆的破坏。因此,南极和北极地区的快速变化,正在扮演对全球气候变化的指示和调控作用。     

Survey of waste water disposal practices at Antarctic research stations

To inform the future practices to be employed for handling waste water and grey water at the Swedish Antarctic station, Wasa, in Dronning Maud Land, the Swedish Polar Research Secretariat took the initiative to survey the practices of the 28 nations with stations in Antarctica. A questionnaire was sent out to all members of the Antarctic Environment Officers Network during the autumn of 2005. Questions were asked about the handling of waste water and grey water, the type of sewage treatment, and installation and operational costs. The response to the questionnaire was very good (79%), and the results showed that 37% of the permanent stations and 69% of the summer stations lack any form of treatment facility. When waste water and grey water containing microorganisms are released, these microorganisms can remain viable in low-temperature Antarctic conditions for prolonged periods. Microorganisms may also have the potential to infect and cause disease, or become part of the gut flora of local bird and mammal populations, and fish and marine invertebrates. The results from 71 stations show that much can still be done by the 28 nations operating the 82 research stations in Antarctica. The technology exists for effective waste water treatment in the challenging Antarctic conditions. The use of efficient technology at all permanent Antarctic research stations would greatly reduce the human impact on the pristine Antarctic environment. In order to protect the Antarctic environment from infectious agents introduced by humans, consideration should also be given to preventing the release of untreated waste water and grey water from the smaller summer stations.     

南极罗斯海沉积物中可培养菌株的分离及胞外水解酶活性检测

研究了南极罗斯海地区沉积物中可培养微生物多样性,并检测了菌株胞外酶活性,为开发利用南极资源奠定基础。采用Zobell2216E培养基、土豆培养基(PDA)及稀释平板划线法分离并获得纯培养的细菌和真菌,分别通过16SrDNA、18S/ITS序列鉴定分析了可培养微生物的多样性和系统发育。从南极罗斯海沉积物样品中获得78株细菌和54株真菌,细菌、真菌的优势菌株分别为嗜冷杆菌属(Psychrobacter)、枝孢属(Cladosporium);78株细菌菌株中有2株与模式菌株的16SrDNA基因序列相似性小于97%,可能是潜在的细菌新物种。细菌API20NE生理生化和真菌产胞外酶活性结果表明,获得的细菌和真菌大多数可检测到胞外水解酶活性。本研究丰富了南极可培养微生物资源,为南极罗斯海地区可培养微生物的多样性研究以及南极微生物资源的应用研究奠定了基础。     

On aurora australis research

This paper consists of two parts. The first part gives an account of reviewing the work already done for the aurora borealis, dealing with arctic explorers and observing station. since International Geophysical Year (IGY) in Antarctic,together with aurora height, brightness, forms and structures, colors and spectroscopy. The second part enumerates six modern problems of aurora australis to be undertaken for Chinese scientific workers during forthcoming years; these are aurora conjugacy, aurora ovals, aurora substorms, methods of treating large amount of data.study of shock-aurora and comparative planetology.     

南极固定翼飞机航空气象保障业务述评

中国已经开始利用固定翼飞机在南极开展科学考察和执行后勤保障任务,建立较完备的南极机场气象观测系统和航空气象预报保障系统并提供安全可靠的气象保障服务已迫在眉睫。在对国际上已开展的南极固定翼飞机航空及其气象保障业务现状调研的基础上,对影响南极固定翼飞机飞行的低云、低能见度、结冰、低空风切变等关键气象要素进行了论述。结合我国国内民用航空和空军航空气象保障的情况,讨论了在南极开展固定翼飞机航空气象保障所需的机场气象观测设备、数值天气预报资料和航空气象预报内容等问题。提出了对我国南极固定翼飞机航空气象保障工作的设想:根据极地天气气候特点,评估机场地理位置和当地历史天气事件及气候背景,建立较为完备的气象观测系统;参照民航气象预报内容,重点考虑中山站的机场预报、着陆预报和起飞预报,并加强关注可能对航空产生危险的下降风、吹雪、雪暴和低空风切变等天气现象。