极地研究
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期刊基本信息

 
刊名: 极地研究(Chinese Journal of Polar Research)
主管:国家海洋局
主办:中国极地研究中心
   国家海洋局极地考察办公室
刊期:季刊
出版地:上海市
ISSN 1007-7073
CN 31-1744/P
曾用刊名:南极研究
创刊年:1988
 

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2019年 31卷 2期
刊出日期 2019-06-30

研究综述
研究论文
研究进展
极地动态
研究综述
117 史贵涛 秦瑞 马红梅 胡正毅 安春雷 姜苏 李院生
南极雪冰中硝酸根稳定同位素研究进展

硝酸根(NO– 3)是南极雪冰中主要的化学离子之一, 过去对雪冰NO– 3记录与气候环境信息的关联开展了广泛研究。然而, 不同于雪冰中其他化学离子, NO– 3沉积进入雪层中会发生一系列复杂的沉积后过程, 给定量解读雪冰NO– 3的气候环境信息带来了严峻挑战。NO– 3的稳定同位素构成则为定量解译大气氮的来源、氧化剂的相对丰度等提供了有力工具, 受样品量(尤其是冰芯)和含量所限, 目前对南极雪冰中NO– 3稳定同位素研究仍非常薄弱。本文综述了目前南极雪冰中NO– 3稳定同位素的空间分布特征和主要影响因素、NO– 3的沉积后过程和相关机制及南极雪冰中NO– 3稳定同位素记录, 并指出了目前研究存在的主要问题, 探讨了未来南极雪冰中NO– 3稳定同位素可能的研究重点和方向。

2019 Vol. 31 (2): 117-127 [摘要] ( 7 ) [HTML 1KB] [PDF 1646KB] ( 21 )
研究论文
128 杨臣威 贾明皓 张少华 姜鹏 周宏岩 李恭强 江海 程昊文 刘静
中国南极昆仑站低轨空间碎片监测优势及CSTAR望远镜实测
2019 Vol. 31 (2): 128-133 [摘要] ( 5 ) [HTML 1KB] [PDF 4830KB] ( 9 )
134 魏联 朱国平 段咪
利用耳石矢平面轮纹宽度度量南极鱼类的生长: 以南极电灯鱼为例

耳石矢平面轮纹宽度可用于指示鱼类的生长特性, 这在其他种类中已得到应用, 但在南极鱼类中尚无此类研究。为了探究耳石矢平面轮纹宽度在南极鱼类的适用性, 本研究以南极电灯鱼(Electrona antarctica)为例, 通过2016年1—2月于南凯尔盖朗海域3个站点采集的50尾南极电灯鱼, 在对其进行年龄鉴定后, 利用赤池信息准则(AIC)选取最适合的测量方向, 并对耳石矢平面明暗交替的轮纹进行了宽度测量。在此基础上, 本研究分别拟合耳石轮纹中的不透明带、透明带及不透明带和透明带所构成的完整年轮宽度与年龄、体长及体重之间的函数关系, 并对轮纹的累加宽度和年龄、体长及体重进行了拟合。结果表明, 在轮纹宽度与年龄的关系中, 3龄为轮纹宽度变化的转折点, 3龄之前南极电灯鱼快速生长, 之后生长速度有所下降。在轮纹宽度分别与体长、体重的关系中, 体长为70 mm、体重为8 g时为轮纹宽度变化的转折点。当体长不足70 mm或体重不超过8 g时, 增长较快, 且冬、夏季均有所增长, 之后增长减缓, 冬季增长十分微小, 甚至停止增长。本研究探讨了耳石轮纹宽度随年龄、体长及体重变化的变化趋势, 从而得出南极电灯鱼各生活史阶段生长在年龄、体长及体重方面的变化规律。本研究首次针对南极鱼类耳石的轮纹宽度与其生长之间的关系进行了分析, 丰富了鱼类耳石研究的范畴。

2019 Vol. 31 (2): 134-143 [摘要] ( 6 ) [HTML 1KB] [PDF 1752KB] ( 13 )
144 秦听 刘健 魏立新
南极阿蒙森海域气象和海况特征分析

本文通过比较我国第34次南极科考阿蒙森海航行期间雪龙船观测数据与欧洲中期天气预报中心(ECMWF)ERA-Interim的风浪数据, 发现两者相关显著, ECMWF数据能较好地反映该区域风浪状况。基于该套数据, 对1979—2017年12—3月阿蒙森海域的海平面气压、海表面10 m风、海浪有效波高基本特征进行分析。结果表明, 中高纬度阿蒙森海域风向呈稳定偏西, 风速大小随纬度增高而减小。各月的平均风速、大风频率和极值风速大小存在差别, 3月较其他月份平均风速和大风频率都偏高, 2月次之, 12—1月最小。海浪有效波高变化特征与风速的纬向性分布以及月差异相对应, 有效波高和巨浪出现频率随纬度的增加而减小。3月份, 57°S—55°S海域平均有效波高最大值达到4 m以上, 该月60°S—55°S区域巨浪频率达35%以上。综合而言, 3月份阿蒙森海域风浪较大, 12—1月风浪状况相对较好。

2019 Vol. 31 (2): 144-156 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [PDF 10113KB] ( 10 )
157 王丹赫 马红梅 林建伟
北极Austre Lovénbreen和Pedersenbreen冰川前沿表层土壤中金属元素分布特征和来源研究

北极斯瓦尔巴德(Svalbard)群岛是研究人类活动对全球生态环境影响的重要地区之一, 而了解该地生态环境的现状对揭示人类活动影响下全球生态环境的变化具有重要的科学意义。为此, 本研究采集了位于Svalbard群岛新奥尔松(Ny-Ålesund)的Austre Lovénbreen和Pedersenbreen冰川前沿的表层土壤, 对元素Ni、Pb、V、Cu、Zn、Mn、Al和Fe的含量和分布特征进行了研究, 并对这些金属元素的来源进行了初步探讨。结果表明, Austre Lovénbreen冰川表层土壤中金属元素平均含量表现为Cu<Pb<Ni<V<Zn<Mn<Al<Fe, Pedersenbreen冰川表层土壤中金属元素的平均含量表现为Ni<Pb<V<Cu<Zn<Mn<Al<Fe。Austre Lovénbreen和Pedersenbreen冰川前沿表层土壤中金属元素的变异系数值分别位于0.13—0.45和0.12—0.98。Austre Lovénbreen冰川前沿表层土壤中Ni、Pb、V、Mn、Al和Fe等元素的平均含量与Pedersenbreen冰川相近, 但Pedersenbreen冰川前沿的表层土壤中Cu和Zn的平均含量要远远高于Austre Lovénbreen冰川。Pedersenbreen冰川前沿表层土壤中Pb的高富集因子点靠近人类活动区域。经主成分分析, Austre Lovénbreen冰川和Pedersenbreen冰川前沿表层土壤中Ni、V、Al和Fe源于母岩风化, Mn除来源于母岩风化外还可能受到了人类活动的影响。Austre Lovénbreen冰川前沿表层土壤中Pb源于母岩风化, 但Pedersenbreen冰川前沿表层土壤中Pb除母岩风化源外还可能受到人为活动的影响。Austre Lovénbreen冰川前沿表层土壤中Cu和Zn源于母岩风化, 而Pedersenbreen冰川前沿表层土壤中Cu和Zn可能来源于土壤风化和母岩输送过程中的元素分馏。

2019 Vol. 31 (2): 157-167 [摘要] ( 4 ) [HTML 1KB] [PDF 2901KB] ( 16 )
168 谢兰芳 陈宏毅 缪秉魁 夏志鹏 邵慧敏
GRV 13100:一块在南极新发现的顽火辉石球粒陨石

球粒陨石为太阳系中最早形成的岩石, 包括普通球粒陨石、碳质球粒陨石、顽火辉石球粒陨石、R群和K群球粒陨石等, 其中顽火辉石球粒陨石在所有陨石中还原程度最高, 典型特征是含有大量铁镍镁锰钙等金属硫化物和(硅)磷化物等, 对其的研究可以为早期高度还原性太阳星云的演化过程提供约束。利用电子探针和激光拉曼等微区分析技术, 对新发现的南极陨石GRV 13100进行了详细的岩石学和矿物学研究工作。该陨石主要由不同类型的球粒、基质和不透明矿物组成, 球粒及基质矿物组成均以顽火辉石(En90.2—99.5Wo0.1—4.2)或辉石质玻璃(En85.0—88.8Wo0.1—4.1)为主, 次要矿物为钠长石(Ab91.0—98.3)、镁橄榄石(Fo98.7—99.9)、方石英和不透明矿物。不透明矿物包括铁纹石、陨硫铁、陨硫镁矿、陨硫铬铁矿、陨硫钙矿、陨磷铁矿和硅磷镍矿等。铁纹石中硅含量为2.23—3.90 wt.%, 陨硫镁铁锰矿固溶体以富含硫化镁为特征。根据球粒类型、结构、矿物组合和矿物成分, 特别是含有大量高度还原的金属硫化物等特征说明研究对象属于顽火辉石球粒陨石。而根据球粒大小、热变质程度和金属中硅含量等标准, 将其划分为EH4型, 冲击变质程度为S2, 风化程度为W2。

2019 Vol. 31 (2): 168-178 [摘要] ( 4 ) [HTML 1KB] [PDF 13792KB] ( 8 )
179 谢小磊 魏永亮 张瑜
基于AMSR-E遥感数据的北极冰间湖面积变化分析

利用4种遥感数据: AMSR-E(Advanced Microwave Scanning Radiometer-Earth Observing System) 36 GHz与89 GHz亮温数据反演的海冰厚度以及相应波段的海冰密集度数据, 结合海冰密集度和厚度两种方法提取北极冰间湖面积, 分析东西伯利亚沿岸和阿拉斯加沿岸在2003—2011年期间1—4月冰间湖面积变化, 并比较不同数据和算法之间的差异。结果表明: (1)1—4月份冰间湖面积变化形态相似, 但数值不同, 从长期看, 基于AMSR-E 89 GHz亮温数据反演的海冰厚度数据计算的冰间湖面积呈上升趋势, 变化率为273.33 km2·mon−1, 而AMSR-E 89 GHz和36 GHz波段的海冰密集度及基于AMSR-E 36 GHz亮温数据反演的海冰厚度数据计算的结果呈下降趋势, 分别为−68.91km2·mon−1、−42.74 km2·mon−1和−41.91 km2·mon−1; (2)数据分辨率高能够更精细分辨冰间湖, 得到的面积大, 反之则小; (3)由于基于海冰密集度和基于海冰厚度两种方法对冰间湖的定义不同, 海冰厚度方法计算结果要大于海冰密集度结果; (4)冰间湖面积变化存在地域差别, 白令海峡以西海域冰间湖统计差异较为明显, 而以东海域则较弱。

2019 Vol. 31 (2): 179-190 [摘要] ( 4 ) [HTML 1KB] [PDF 4468KB] ( 6 )
191 覃明辉 张燕革 艾勇
黄河站低热层中性风对极光亚暴的响应

热层中性风携带有大气空间环境发生的复杂能量、动力变化过程的信息,因而探索热层中性风对研究全球空间动力学和日地耦合机制具有重要意义。为了研究极光亚暴期间低热层中性风的行为,使用 UT 2017年1月25日至2017年1月28日北极黄河站的全天空法布里-珀罗干涉仪(FPI)OI557nm干涉环图像,反演出水平风场和垂直风场,结合地磁Kp指数以及离子风速,研究了亚暴期间影响低热层风场的因素。结果表明:在地磁平静期视线风速均值80m?s-1,地磁活跃期视线风速均值150m?s-1,地磁活动与低热层中性风具有显著相关性。通过离子拖拽和焦耳加热作用,低热层中性风受到了显著的增强作用,特别是垂直风更为明显,增幅达30m?s-1,其中离子拖拽对风速的急剧变化起主导作用。

2019 Vol. 31 (2): 191-197 [摘要] ( 3 ) [HTML 1KB] [PDF 1784KB] ( 6 )
198 王婉潞
南极治理机制的内涵、动力与前景

南极治理是国际合作与国际博弈的新议题, 也是中国参与全球治理的重要组成部分。南极治理机制是南极治理的核心, 其主要来源于南极条约体系。作为一种机制复合体, 南极治理机制通过“增生”与“裂变”的方式形成与发展, 各个机制共享相同的核心原则与价值理念。南极治理机制背后公私混杂的价值理念构成南极治理机制的内涵。权力结构和显要规范的共同作用推进南极治理机制的演变。目前, 南极治理的权力持续扩散、资源利用规范悄然兴起, 南极治理机制将迎来新变化。

2019 Vol. 31 (2): 198-208 [摘要] ( 6 ) [HTML 1KB] [PDF 306KB] ( 9 )
研究进展
209 王佳佳 庞洪喜 侯书贵 张王滨 于金海 刘科
过量氘新的定义及其在极地地区的应用综述

水汽中过量氘主要受蒸发过程中非平衡动力分馏控制, 而水汽冷凝过程一般认为同位素发生平衡分馏, 平衡分馏过程对降水及水汽中过量氘影响较小, 因此理论上可以利用冰芯过量氘记录进行水汽源区环境条件的定量重建。在极地地区, 较低的温度导致水汽的冷凝程度较高, 氢(δD)与氧(δ18O)稳定同位素的斜率受与温度有关的平衡分馏系数显著影响, 因此极地降水中过量氘实际上还受平衡分馏系数影响; 此外, 随着水汽冷凝程度的升高, 水汽中δD/δ18O值越来越低, δD和δ18O之间的非线性关系越来越明显, 这导致传统线性过量氘(定义为dexcess = δD − 8δ18O)的值还受同位素值本身的影响。因此, 上述线性过量氘定义的不足使得利用极地冰芯过量氘记录进行水汽源区环境条件定量重建的精度受到了很大的限制。为了弥补传统线性过量氘定义的不足, 近年来一些研究者提出了过量氘的对数定义和指数定义。本文旨在说明传统线性过量氘定义的不足, 详细介绍两种过量氘新定义的基本原理与优势、最新研究进展及其在极地地区的应用前景。

2019 Vol. 31 (2): 209-219 [摘要] ( 5 ) [HTML 1KB] [PDF 3828KB] ( 7 )
220 杨清源 朱国平
南极冰鱼科鱼类摄食生态学研究进展

南极冰鱼科鱼类多为南大洋优势鱼种, 在南极海洋生态系统的物质循环与能量流动中起着重要的作用, 其中一些也是该海域主要的商业捕捞对象。目前, 对于其中具有较高商业价值的鱼种, 尤其是裘氏鳄头冰鱼(Champsocephalus gunnari)、威氏棘冰鱼(Chaenodraco wilsoni)以及南乔治亚拟冰鱼(Pseudochaenichthys georgianus)等已有较多的研究, 这些研究集中在年龄与生长、分布等方面, 关于南极冰鱼科鱼类营养动力学的研究较为零散, 且多集中在少数几种南极冰鱼种类上, 这限制了从整体上理解南极冰鱼科鱼类在南大洋生态系统功能中发挥的作用。为此, 本文总结了国内外对南极冰鱼食物组成、摄食机制、摄食差异性的研究工作, 并对今后开展南极冰鱼摄食生态学研究工作提出了展望。相关结果可为国内外学者开展相关研究提供基础信息, 并进一步为开展该科鱼类摄食生态学研究提供科学思路。

2019 Vol. 31 (2): 220-227 [摘要] ( 7 ) [HTML 1KB] [PDF 293KB] ( 15 )
极地动态
228 黄文涛
中国南极中山站完成钠荧光多普勒激光雷达安装
2019 Vol. 31 (2): 228-230 [摘要] ( 3 ) [HTML 1KB] [PDF 572KB] ( 19 )
 

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