基于遥感数据的北极西北航道海冰变化以及通航情况研究

使用不莱梅大学AMSR-E(Advanced Microwave Scanning Radiometer for EOS)和AMSR2(Advanced Microwave Scanning Radiometer 2)日尺度海冰密集度数据,计算了2002—2018年加拿大北极群岛7—9月的平均海冰面积,研究了9月份平均海冰密集度变化特征;结合商船破冰能力确定海冰密集度阈值,选取西北航道关键区域,统计了西北航道的通航窗口,探讨了西北航道在实际商业通航方面的可能性。研究发现,在过去17年加拿大北极群岛的7—9月海冰面积整体呈下降趋势但有明显波动性, 9月份的海冰分布年际变化复杂,差异较大;在西北航道可通航的年份中,可通航的开始日期一般在8月份,结束日期在9月底至10月初,南路可通航时间最短14天,最长达到80天。总的来说,西北航道可通航年份和时间缺乏规律性。     

北极科学考察计划简介

北极是全球变化最敏感的地区之一。由于全球变暖,北冰洋在最近几十年发生了明显的异常变化,对全球和我国气候都产生了重要影响。深入、持续地研究北极的海洋与海冰过程,探讨海洋与海冰变异对全球以及我国气候的影响成为当务之急。2007—2008国际极地年期间,在北冰洋中心区以及北极太平洋和大西洋扇区等关键海区,依托“雪龙”号破冰考察船,组织2008和2009年两个夏季航次的多国联合考察,参加其他国家的航次考察,系统观测海洋、海冰和大气变化,研究北极海洋和海冰快速变化对我国及全球气候系统的影响。1目的意义我国是北半球国家,处于中纬度地…     

北极地区石油资源

一直以来,地质学家都认为北冰洋下面蕴藏着丰富的油气资源。2004年8月,欧洲联盟3艘破冰船在北极进行大洋钻探。它们在北纬88度,水深1200米处钻探发现,5000万年前北冰洋曾是个淡水湖。在大约长达80万年的期间,水面大量生长蕨类植物满江红,沉积物中有机碳高达5％。雄辩的事实再次证明：北冰洋具有生油潜力。据估计,北冰洋面积约1300万平方公里范围内,蕴藏着大于90亿吨的油气,大约占世界未开发油气储量的25％。     

北极边界层物理过程的考察与研究

北极边界层物理过程的考察与研究是北极大气科学研究的重要组成部分。我国的北极边界层实地考察和研究始于上世纪 90年代 ,近 1 0余年来有较大的进展。本文从大气科学角度阐述了北极边界层物理过程考察与研究的意义 ,回顾了国内外北极边界层物理过程考察与研究的历史和现状 ,介绍了近年来我国北极边界层物理过程考察与研究的新进展 ,提出了北极边界层物理过程考察与研究的前沿问题和发展方向。     

北极地区碳循环研究意义和展望

全球变暖引发了北极地区的快速变化。北极地区苔原冻土带退化、海冰面积退缩和厚度变薄将使北极生态系发生重要变化 ,因而引起碳的生物地球化学循环过程变异。为精确评估北极地区对人为大气CO2 的吸收通量 ,围绕北极苔原、边缘海和极区海域的碳循环研究引起了重视。调查表明 ,北冰洋和亚北冰洋海冰区是海洋吸收大气CO2 的重要汇区 ,北冰洋具有吸收大气CO2 约 1×GtC/a的能力 ,北冰洋夏季冰缘区的长光照和高生产力促进了对大气CO2 的吸收能力 ,北冰洋深水环流和通风作用也有利于表层碳向深水转移。最近有些调查表明 ,如温度继续升高 ,北极苔原有可能从碳汇转变成大气碳源。国际上正加强北极地区碳循环研究的规划和计划 ,企图通过改进现场调查观测手段以及研究方法 ,来定量研究和模式预测变化中北极地区的碳汇潜力及其对地球气候的影响。     

北极地区区域经济特征研究

以环北极国家的北极行政区域为统计范围．利用环北极国家2001年和2005年的官方经济统计数据,对北极地区的经济状况、资源潜力和发展趋势作了统计和初步分析,结果表明：（1）2005年。北极地区国内生产总值（GDP）为2322亿美元,比2001年的1194亿美元几乎翻了一倍。相对于北美、北欧、俄罗斯其他地区,环北极国家的北极地区GDP对于全国的贡献不大．大部分不到1／10。（2）大部分北极地区以油气、矿物、木材、捕鱼等自然资源开采为第一经济支柱产业：在为数不多的民族自冶区或原住民居住地区保留了采撷、狩猎、毛皮加工等传统农业;金融、贸易、旅游等服务业在北欧和北美的少数北极地区有所发展。     

北极Barrow地区几种冻原植物的花粉形态

本文研究了北极巴罗 (Barrow)地区 1 2种冻原植物的花粉形态 ,它们的形状有球形、近球形、扁球形茧形和四合体型 ,其萌发孔有三孔沟、三沟、二合沟以及散孔等类型。花粉具辐射对称和两侧对称两种类型。这些花粉的植物体是北极冻原地区常见的植物 ,分属于 1 2个科 ,除 3种为小灌木外 ,大多数为多年生或一年生草本植物。这些冻原植物花粉形态的研究为恢复北极地区古植被和古气候的研究 ,提供了有价值的对比资料和依据。     

环北极国家与地区的北极航道通行政策及其发展趋势分析

全球变暖加快了北冰洋融化的速度,从而使得北极航道全面开通的时间将比预期大大提前,北极航道的交通价值也日益凸显。在这种情况下,环北极国家与地区纷纷提出了对北极航道通行的政策和主张。中国虽不是环北极国家,但北极航道能缩短中国国际贸易的海运距离,节约货物海上运输的时间和成本,并降低传统航线的海盗和恐怖主义袭击风险,所以从维护中国在北极航道通行问题上的"潜在利益"的角度出发,中国应该加强对北极航道通行问题的关注。本文首先介绍了北极航道问题的由来,逐一阐述了俄罗斯、加拿大、美国和欧盟在北极航道通行问题上的政策和主张,最后分析了北极航道通行政策的发展趋势。     

北极航线战略利益争夺的博弈态势与中国对策

北极航线包括东北航线、西北航线与北冰洋中央的穿极航线。作为联结亚欧最短的航运线路,北极航线独有的战略地位与潜在开发价值已吸引北极域内外国家的关注并对北极区域作出战略倾斜,北极航线由此成为各国战略利益争夺的前线阵地。虽然北极航线由于其自身地缘特征实际为北极航线沿线国家所掌控,但航线自身的公共属性决定了其战略价值的“外溢”,北极域外国家在北极航线同样具有重要的国家利益。北极航线目前存在国际规则不成体系、国内法与国际规则相冲突等矛盾,俄罗斯与加拿大将东北航线与西北航线“内水化”是造成国内外规则冲突的根本因素。中国作为北半球航运大国,北极航线的开通将进一步推动我国进出口贸易以及保障我国石油能源安全储备,对我国具有重大战略意义。由此,提升北极航运的参与度,以“负责任大国”形象与北极国家合作的方式参与北极事务以维护本国航运利益,进而推动北极航运治理规则体系的完善,是适合现实参与北极航线实践的中国对策。     

夏季北冰洋浮冰-水道热力学特征现场观测研究

中国第3次北极科学考察期间首次开展了浮冰-水道热力平衡的现场观测。观测结果表明,观测期间气温低于0°C,调查区域正从消融期向生长期过渡,至8月23日水道逐渐封冻。之后表面薄冰的反照率为0.46(±0.03),水道内水温垂向梯度逐渐减小,水道内和冰底的水温逐渐下降。至8月底,浮冰底部的生消达到平衡;侧部仍处于融冰期,对应的平均融解潜热通量为19(±6) W/m2;对观测区的海冰而言,至8月下旬,相对于底部和表面的生消,侧部融化对其物质平衡贡献较大。     

太平洋入流及其与北冰洋异常变化的联系

太平洋水通过白令海峡进入北冰洋 ,对北冰洋的海冰、水团和环流产生重要影响。在过去的十几年中 ,北冰洋的海冰和海洋系统发生了前所未有的异常变化 ;与此同时 ,白令海峡太平洋入流水的流量和性质发生了改变 ,太平洋水在北冰洋中的运移路径和影响范围也有所不同 ,这些变化之间的关系有待于进一步的研究。本文综述了有关的研究进展 ,探讨了北冰洋异常变化与太平洋入流变化之间的可能联系。     

北冰洋海冰和海水变异对海洋生态系统的潜在影响

最近30年来,北冰洋海冰和海水发生了急剧变化:海冰覆盖面积减少、冰层变薄、水温升高、淡水输入增加、污染加剧,正威胁着现有与海冰关系密切的生态系统。预期随着变化的持续,与海冰相关的食物链将在部分海域消失并被较低纬度的海洋物种所取代、总初级生产力有望增加并为人类带来更多的渔获量、而北极熊和海象等以海冰作为栖息和捕食场所的大型哺乳动物的生存前景堪忧。今后人类将更为重视对北冰洋生态环境变化规律的认识并加以运用、关注北冰洋特有物种的命运并加以力所能及的保护、评估北冰洋生态系统的变化对人类社会经济的影响以期及早采取应对措施。数据积累是目前制约北极研究的最大障碍,但随着 SEARCH 等大型国际研究计划的实施,对北冰洋生态系统的监测和研究将更为系统和全面。     

北冰洋西部表层沉积物矿物学特征及其物质来源

对北冰洋西部79个表层沉积物样品进行了全岩X射线衍射矿物组成分析,结合洋流和地质背景,探讨各矿物分区的物质来源。矿物组合分区表明研究区物质来源变化较为复杂:(1)在楚科奇海的中部靠近白令海峡处长石含量很高,主要是阿纳德尔流携带的来自阿纳德尔河的沉积物;在楚科奇海的西侧的长石含量也较高,且与其他矿物组合分区相比,角闪石含量较高,这是因为受阿纳德尔流和东西伯利亚沿岸流的双重影响,沉积物来自西伯利亚陆地的一些高含长石的火山岩及沉积岩等。在楚科奇海的东侧,石英含量很高,来源为阿拉斯加沿岸流携带的育空河及卡斯奎姆河的沉积物。在阿拉斯加北部,碳酸盐岩和石英含量高,这与马更些河搬运的沉积物有关;(2)北冰洋西部深水区中加拿大海盆的南端和中部方解石和白云石的含量较低,说明受波弗特环流携带的加拿大北极群岛的碳酸盐影响相对较小,且与其他矿物组合分区相比,云母含量最高,说明沉积物主要来源为来自拉普捷夫海的海冰沉积物;此外,一些黏土级细粒物质可能由大西洋中层水携带而来。深水区的其他海域以方解石和白云石含量高为特点,主要受波弗特环流的影响,来源主要为加拿大北极群岛的班克斯岛和维多利亚岛;此外,还受来自西伯利亚陆架,主要是拉普捷夫海沉积物的影响。     

北冰洋西部表层沉积物重矿物特征

对中国首次(1999年)和第二次(2003年)北极科学考察在楚科奇海及邻近的北冰洋深水区采取的47站表层沉积物进行了碎屑重矿物鉴定分析。结果表明北冰洋西部表层沉积物中重矿物以抗风化能力较弱的绿帘石、紫苏辉石和普通角闪石为优势矿物,钛铁矿、石榴子石、磷灰石和赤铁矿为特征矿物。矿物组合分区表明研究区物质来源和水动力变化较为复杂:白令海峡以南沉积物中重矿物含量高,水动力强;白令海峡以北的洋流变化与所经区域沉积物重矿物种类和含量变化相一致,即楚科奇海中部沉积物富集紫苏辉石、钛铁矿和石榴子石,物质来源可能与楚科奇山原相关,而在阿拉斯加沿岸沉积物中富集绿帘石和紫苏辉石,与阿拉斯加沿岸流携带物质相关;楚科奇海北部深水区碎屑矿物沉积速率低且矿物多有蚀变。     

北冰洋78°N冰站近地层参数的观测研究

利用2003年8月22日-9月3日中国北极科学考察队在北冰洋78°N浮冰站获得的近地层观测资料,采用整体输送法对北冰洋浮冰近地层特征参数进行了分析研究。结果表明,在考察期间,雪面吸收的净辐射仅为3.6 W/m2,其中以感热和潜热向大气输送的能量分别占52%和31%,向海冰深层传导的热量很少;近中性层结条件下的平均拖曳系数Cdn为1.16×10-3,略小于75°N北冰洋浮冰上近中性层结的Cdn。与1999年75°N附近冰站观测结果的对比表明,当海冰密度及冰站所在浮冰的尺度不同时,海冰与大气相互作用的热力学和动力学过程的差异显著,在研究北冰洋地区海/冰/气相互作用对气候过程影响时,应考虑这一问题。     

美加两国北极主题博士论文的调研与分析

利用国外博、硕士论文数据库PQDT,对美国和加拿大地区研究北极主题的博士学位论文进行收集,并将收集到的学位论文按照各年文献量、授予学位机构、学科和关键词等方面进行文献计量分析。通过分析得到结论：美加北极主题的博士学位论文稳步增长;美加环北极机构是北极研究的主要机构;地质学、大气学、生态学、海洋学是美加北极研究的优势学科;海洋、岛屿、气候成为美加北极研究的焦点。     

北冰洋加拿大海盆南缘的管水母类及其分布

本文分析了 1 999年夏季我国首次北极科学考察楚科奇海及邻近的北冰洋加拿大海盆南缘海域管水母类的种类组成、丰度和垂直分布。仅在加拿大海盆南缘出现 2种管水母 ,而楚科奇海未发现管水母类。对柔弱五角水母和北极单板水母多营养体期 (无性 )和单营养体期 (有性 )的主要形态特征作了较完整的记述和作图 ,并讨论了它们的形态类型及生态习性。加拿大海盆南缘海域北极单板水母的丰度 (平均 42× 1 0 - 3 个 m3 )大于柔弱五角水母 (2 4× 1 0 - 3 个 m3 )。这 2种管水母均仅出现在水深 1 0 0～ 80 0m ,而且最大丰度也都在 3 0 0— 2 0 0m层 ,即刚好聚集于强盐度跃层中和跃层下面