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《极地研究》征稿简则
1
《极地研究》 北大核心 2025年第2期F0003-F0003,共1页
《极地研究》是集中反映南北极多学科考察研究成果的综合性学术刊物。它是极地科学工作者发表最新研究成果的园地,也是进行国际国内极地考察研究学术交流的窗口。本刊主要刊登以极地为研究对象或以极地为探测平台的基础研究、应用研究... 《极地研究》是集中反映南北极多学科考察研究成果的综合性学术刊物。它是极地科学工作者发表最新研究成果的园地,也是进行国际国内极地考察研究学术交流的窗口。本刊主要刊登以极地为研究对象或以极地为探测平台的基础研究、应用研究和高技术研究成果,反映该领域的新发现、新创造、新理论和新方法。具体报道范围包括极地冰川学、极地海洋科学、极地大气科学、极区空间物理学、极地地质学、极地地球物理学、极地地球化学、极地生物与生态学、极地医学、南极天文学、极地环境监测、极地工程技术、极地信息以及极地政策研究与管理科学等。 展开更多
关键词 综合性学术刊物 极地研究 研究成果
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冰层钻具刮削刀头切削破碎冰层数值模拟研究
2
作者 史怀忠 孙金铭 +4 位作者 赫文豪 王海柱 熊超 陈晗 胡成涛 《极地研究》 北大核心 2025年第1期83-91,共9页
冰的力学性质是极地钻探极其重要的参数,主要包括压缩强度、抗拉强度、断裂韧度等。本文利用有限元数值模拟方法分析了刮削刀头切削破碎冰层特性,根据平均切削力和切削力变异系数来探究刮削刀头受力特征,并开展了切削工艺参数对刮削刀... 冰的力学性质是极地钻探极其重要的参数,主要包括压缩强度、抗拉强度、断裂韧度等。本文利用有限元数值模拟方法分析了刮削刀头切削破碎冰层特性,根据平均切削力和切削力变异系数来探究刮削刀头受力特征,并开展了切削工艺参数对刮削刀头切削破碎冰层效率的影响规律研究。数值模拟结果表明,(1)刮削刀头切削破冰过程中,在刀头前端有明显的应力集中现象,且在整个切削过程中,伴随着离散状冰屑的产生与四溅;(2)随着刮削刀头后倾角的增加,冰体塑性损伤程度增加、冰屑尺寸先减小后增大,随着切深的增加,塑性损伤程度增加,冰屑尺寸变化、飞溅范围也相应增大;(3)切削深度和后倾角的增加均会增大冰体的平均切削力,但后倾角在0°~15°、切深在1.0~3.0 mm这一范围内变化时波动小;(4)切削深度对切削力变异系数的影响显著于后倾角,小切深对应小切削力变异系数,但增大切深不代表变异系数一定升高。本研究成果可为极地钻探破冰中刮削刀头的设计提供理论依据。 展开更多
关键词 刮削刀头 冰层钻进 数值模拟 变异系数 冰屑 极地钻探
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中国第32次南极考察航线上空气溶胶中金属元素的分布特征和来源解析
3
作者 胡松 李院生 +1 位作者 马红梅 马天鸣 《极地研究》 北大核心 2025年第2期264-274,共11页
本研究利用中国第32次南极考察采集的气溶胶样品,应用电感耦合等离子体质谱方法分析了海洋断面和中山站至昆仑站断面上空气溶胶中6种痕量金属元素(As、Se、Cd、Sb、Hg和Pb)的浓度,并采用主成分分析法探究了其来源。研究结果表明,海洋断... 本研究利用中国第32次南极考察采集的气溶胶样品,应用电感耦合等离子体质谱方法分析了海洋断面和中山站至昆仑站断面上空气溶胶中6种痕量金属元素(As、Se、Cd、Sb、Hg和Pb)的浓度,并采用主成分分析法探究了其来源。研究结果表明,海洋断面上空气溶胶中金属元素的平均浓度由大到小依次为Se、As、Sb、Cd、Pb、Hg,浓度均值分别为(3.24±3.2) ng·m^(-3)、(1.61±2.44) ng·m^(-3)、(1.37±2.4) ng·m^(-3)、(0.51±0.94) ng·m^(-3)、(0.16±0.53) ng·m^(-3)、(0.1±0.14) ng·m^(-3);中山站至昆仑站断面上空气溶胶中金属元素的平均浓度由大到小依次为As、Sb、Se、Hg、Pb、Cd,浓度均值分别为(0.49±0.06) ng·m^(-3)、(0.22±0.16) ng·m^(-3)、(0.14±0.09) ng·m^(-3)、(0.11±0.13) ng·m^(-3)、(0.01±0.03) ng·m^(-3)、(0.01±0.03) ng·m^(-3)。海洋上空气溶胶中所观测金属元素浓度的整体分布由大到小依次为东海、西太平洋、南太平洋、南大洋。来源解析结果显示,海洋断面气溶胶中的金属元素可能主要来自工业生产、矿石开采和船舶运输,而南极内陆考察断面气溶胶中的金属元素主要来源于大气的远距离传输过程。 展开更多
关键词 金属元素 气溶胶 分布特征 来源解析 南极
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极地船舶冰区航行阻力性能研究
4
作者 闫宏生 王雨晗 陈梓昊 《极地研究》 北大核心 2025年第2期316-326,共11页
本文针对极地船舶在浮冰区中航行的阻力性能关键问题,采用CFD-DEM相结合的方法,建立了模拟浮冰区的数值冰水池和浮冰的离散元模型。通过模型对船舶在浮冰区的航行过程进行数值模拟,探讨了航行过程中出现的典型船-冰作用模式,同时也兼顾... 本文针对极地船舶在浮冰区中航行的阻力性能关键问题,采用CFD-DEM相结合的方法,建立了模拟浮冰区的数值冰水池和浮冰的离散元模型。通过模型对船舶在浮冰区的航行过程进行数值模拟,探讨了航行过程中出现的典型船-冰作用模式,同时也兼顾航速、浮冰分布密集度和浮冰平均直径3个因素,深入分析了船舶在不同工况下航行的阻力特性与姿态。结果表明,船舶在浮冰区航行时,冰阻力随航速和浮冰分布密集度的增加而增加,随浮冰平均直径的增加呈现先增加后减小的趋势,同时船-水-冰相互耦合作用也会导致阻力增加。 展开更多
关键词 极区船舶 冰区航行 离散元方法 阻力性能
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南极冰下基岩钻探现状及展望
5
作者 朱顺杰 张凯 +5 位作者 杨甘生 李亚洲 王晋 王如生 王海柱 刘敬平 《极地研究》 北大核心 2025年第2期394-416,共23页
南极冰下基岩钻探工程技术是研究极地地质科学的重要方向之一。通过解决南极冰下基岩岩心获取工程的技术问题,可为深入探究南极冰下地质体的物质成分、岩石组成及性质等基础地质学问题提供样本。由于南极大陆被平均几千米厚的冰盖覆盖,... 南极冰下基岩钻探工程技术是研究极地地质科学的重要方向之一。通过解决南极冰下基岩岩心获取工程的技术问题,可为深入探究南极冰下地质体的物质成分、岩石组成及性质等基础地质学问题提供样本。由于南极大陆被平均几千米厚的冰盖覆盖,因此,对冰下地质体的物质成分和岩石组成等了解十分困难,详细资料更加缺乏。为此,本文介绍了南极冰下基岩钻探概况,分别从南极冰下基岩钻探装备及相关工艺方法进行综述分析,从中探寻能够实现在南极内陆快速钻穿冰层,获取更长的冰下基岩岩心的南极冰下基岩钻探装备。结果表明:(1)空气/钻井液反循环技术、连续管技术和热水钻技术是冰层快速钻进的重要发展方向之一;(2)提钻取心技术、绳索取心技术和钻井液反循环连续取心技术将是未来南极冰下基岩取心钻探的重要方向之一。本文还基于电缆悬吊式电动机械钻及岩心回转钻机,提出了多工艺融合的冰下基岩快速钻探技术,并对未来南极冰下基岩多工艺钻探装备及配套工艺技术具体研究方向进行探讨,指出南极冰下多工艺钻探技术在未来冰下基岩钻探有着极大的发展潜力,是未来获取更长冰下基岩岩心的必经之途。 展开更多
关键词 极地冰下基岩钻探 钻探装备与工艺 冰层钻进 基岩取心 南极 现状与展望
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压实雪层跑道的施工技术现状分析
6
作者 石文博 肖恩照 +8 位作者 陈涛 姜超 黄庆华 唐学远 胡彪 倪佳玲 顾祥林 张体军 孙波 《极地研究》 北大核心 2025年第1期149-161,共13页
航空运输的方式有着往返周期短、能直接抵达科考地点等显著优点,在南极建设并运营航空跑道设施,有利于扩大我国的南极科考规模、提高我国在南极领域的影响力。本文综述了已建成的典型压实雪层跑道情况,阐述了建设雪层跑道的整体施工流程... 航空运输的方式有着往返周期短、能直接抵达科考地点等显著优点,在南极建设并运营航空跑道设施,有利于扩大我国的南极科考规模、提高我国在南极领域的影响力。本文综述了已建成的典型压实雪层跑道情况,阐述了建设雪层跑道的整体施工流程,总结了建设高强度跑道的雪层压实技术,即逐步提高压实车配重和胎压以压实到目标密度。详细介绍了多种常用的压实雪层检测技术:(1)贯入仪可对压实后的雪层进行多测点测量,用于在压实施工过程检测压实均匀性以及是否有薄弱层的存在;(2)验证车可模拟飞机在跑道起降的载荷,用于检测压实雪层跑道施工完毕后的承载能力是否达标;(3)Clegg锤可用于检测施工和维护期间跑道表面的均匀性;(4)平板载荷试验可用于模拟在飞机静载下跑道的沉降情况等。本文还对未来压实雪层跑道技术改善提出了展望。 展开更多
关键词 压实雪层跑道 施工技术及设备 南极
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基于风云三号系列卫星数据的北极海冰密集度反演产品的对比分析
7
作者 张大千 张录军 +1 位作者 储敏 张熠 《极地研究》 北大核心 2025年第1期55-71,共17页
本文将中国国家卫星气象中心提供的风云三号系列卫星(FY-3B、FY-3C和FY-3D)中提取的多卫星组合序列海冰密集度(sea ice concentration,SIC)产品(FY-3数据集),美国国家海洋和大气管理局提供的0.25°逐日SIC产品(OISST数据集)及美国... 本文将中国国家卫星气象中心提供的风云三号系列卫星(FY-3B、FY-3C和FY-3D)中提取的多卫星组合序列海冰密集度(sea ice concentration,SIC)产品(FY-3数据集),美国国家海洋和大气管理局提供的0.25°逐日SIC产品(OISST数据集)及美国国家冰雪数据中心提供的MASAM2和SSMISSIC产品(MASAM2数据集和SSMIS数据集)进行对比分析。结果表明:(1)FY-3数据集、OISST数据集和MASAM2数据集在大西洋扇区的平均均方根误差分别为0.15、0.13和0.13,在太平洋扇区的平均均方根误差分别为0.13、0.11和0.12,主要差异来自FY-3数据集对9月SIC数值的异常高估;(2)FY-3数据集的海冰范围偏差在全时段小于OISST数据集,2016年后小于MASAM2数据集,最小平均绝对百分比偏差为2.5%,在边缘冰区范围方面,FY-3数据集和MASAM2数据集在太平洋扇区存在严重低估(标准化平均偏差为45%);(3)FY-3数据集与OISST数据集的质量相当,与MASAM2数据集相比还有一定差距,尤其在长序列SIC反演产品方面。因此,建议在如何消除多颗卫星间的数据不一致性方面投入更多的开发研究工作。 展开更多
关键词 风云3卫星反演 海冰密集度 边缘冰区 对比分析 北极
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抗冻蛋白冰结合位点特征及其研究综述
8
作者 杨如意 廖丽 胥义 《极地研究》 北大核心 2025年第1期137-148,共12页
冰结合位点(Ice-binding site,IBS)是抗冻蛋白(Antifreeze proteins,AFPs)与冰晶冰面结合、发挥抗冻作用的关键部分,对揭示AFPs调控冰晶成核的作用和机制十分重要。本文首先介绍了几种AFPs与冰结合机制及其IBS;其次,分别选取了动物、植... 冰结合位点(Ice-binding site,IBS)是抗冻蛋白(Antifreeze proteins,AFPs)与冰晶冰面结合、发挥抗冻作用的关键部分,对揭示AFPs调控冰晶成核的作用和机制十分重要。本文首先介绍了几种AFPs与冰结合机制及其IBS;其次,分别选取了动物、植物和微生物来源的AFPs,并对其IBS氨基酸序列及结构特征进行分析。结果表明,大多数AFPs的IBS都存在一个或多个重复的氨基酸序列与冰晶结合,而且这些氨基酸通常具有疏水性或者亲水性弱、侧链短等特点,使IBS相对疏水和平坦。一般而言,相同类型AFPs的IBS结构类似。AFP I的IBS氨基酸序列为TAA(A),Ca^(2+)依赖型AFP II的IBS均为DTTLTE,昆虫AFPs的IBS一般由TXT序列构成。微生物来源的AFPs可能因种属间差异大,IBS氨基酸序列、结构特征无明显规律。最后,归纳了2种IBS鉴定方法。氨基酸定点突变是IBS鉴定的主要方法,而分子模拟是对氨基酸定点突变的辅助验证。本文总结了不同类型AFPs的IBS规律,为AFPs IBS的比较研究及抗冻机制解析提供参考。 展开更多
关键词 抗冻蛋白 冰结合位点 氨基酸突变 分子模拟 热滞活性
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北极大气边界层特征研究综述
9
作者 王芬 常亮 高郭平 《极地研究》 北大核心 2025年第2期342-362,共21页
北极是地球气候系统中的重要冷源之一,其对气候变化的区域响应和全球反馈作用成为了国际研究热点。因而北极大气边界层研究不仅是极地区域气候研究的重要组成,而且在地表(冰、海)与大气的相互作用中扮演着重要角色。本文分析了北极大气... 北极是地球气候系统中的重要冷源之一,其对气候变化的区域响应和全球反馈作用成为了国际研究热点。因而北极大气边界层研究不仅是极地区域气候研究的重要组成,而且在地表(冰、海)与大气的相互作用中扮演着重要角色。本文分析了北极大气边界层特征的国内外研究进展,梳理了关于北极大气边界层高度、逆温、逆湿和低空急流4个主要特征的研究内容,探究了海冰、云和下垫面这3个影响北极边界层特征变化的重要因素,讨论了大气边界层结构与大气环境的相互作用与综合影响,同时也提出目前极地大气边界层研究中亟待解决的问题和未来应予以关注的重点研究方向。 展开更多
关键词 大气边界层特征 海冰 下垫面 综述 北极地区
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近年来南极磷虾捕捞活动的时空变化特征分析
10
作者 凌家俊 艾松涛 +2 位作者 丁曦 张汝诚 曾韬 《极地研究》 北大核心 2025年第2期305-315,共11页
南极磷虾资源量巨大且营养价值丰富,已越来越受到世界各国的重视。本文基于国产海洋卫星获取的船舶自动识别系统(AutomaticIdentificationSystem,AIS)数据,采用地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)工具软件综合分析了2019—2... 南极磷虾资源量巨大且营养价值丰富,已越来越受到世界各国的重视。本文基于国产海洋卫星获取的船舶自动识别系统(AutomaticIdentificationSystem,AIS)数据,采用地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)工具软件综合分析了2019—2021年南极磷虾渔船捕捞活动的时空分布变化特征,同时探索了国产海洋卫星AIS数据用于南极渔业监测的方法。研究结果表明:(1)南极磷虾的捕捞区域主要集中在48.1、48.2和48.3三个分区内,呈现“西南—东北”方向分布的空间特征;(2)南极磷虾捕捞的热门时间段为每年的3—6月, 48.1、48.2和48.3分区均为传统磷虾作业渔场,其中48.2分区内磷虾渔场呈现扩张的趋势,而48.3分区内捕捞热点区域分布较少且随年份出现震荡变化;(3)本研究同时表明了国产海洋卫星AIS数据可以有效地应用于南极磷虾捕捞活动的时空变化研究,可为南极海洋生物资源监测、保护和可持续利用提供重要的数据支持。 展开更多
关键词 南极磷虾 AIS数据 GIS 磷虾捕捞 时空变化
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西南极GPS测站高程时间序列周期特征分析
11
作者 王朝阳 邢喆 +2 位作者 马丹 孙毅 王剑 《极地研究》 北大核心 2025年第2期189-197,共9页
区域全球定位系统(Global Positioning System,GPS)测站的高程时间序列周期性特征分析,对于板块构造运动、冰后回弹及海平面变化等不同时空尺度下的地球物理学现象研究具有重要的意义。本文基于BERNESE5.2软件双差定位处理西南极区域63... 区域全球定位系统(Global Positioning System,GPS)测站的高程时间序列周期性特征分析,对于板块构造运动、冰后回弹及海平面变化等不同时空尺度下的地球物理学现象研究具有重要的意义。本文基于BERNESE5.2软件双差定位处理西南极区域63个GPS测站11a的观测数据,获得了各站在国际地球参考框架(ITRF)2014下的单日解坐标时间序列,利用小波多尺度分解和奇异谱分析组合方法剔除测站高程时间序列中的噪声,应用快速傅里叶变换方法分析测站时间序列频谱和测站高程方向的显著周期,同时采用谐波分析方法提取高程时间序列的年周期振幅和相位及其分布特征。结果显示,GPS测站的高程时间序列不仅存在1 a、0.5 a、0.3 a、2个月和1个月等周期项,还存在2 a、4.2 a和6.3 a等长周期信号,显著周期项以1 a、2a和0.5a为主;测站年周期的振幅在0.9~8.2mm之间,并且从沿海向内陆地区呈现逐渐增大的趋势;年周期峰值出现在1—6月,其分布与纬度位置不存在明显的相关性。上述结果也表明,西南极GPS测站高程时间序列存在着多时间尺度的周期特征,将为深入解释相关地球物理现象提供数据基础。 展开更多
关键词 全球定位系统(GPS) 高程时间序列 周期项提取 年周期 西南极
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极区气溶胶光学厚度研究现状与展望
12
作者 陈李静 张雷 +5 位作者 佘勇 姚振东 曾昭亮 田彪 郑宇 丁明虎 《极地研究》 北大核心 2025年第2期327-341,共15页
近年来,日益突出的极区大气污染以及气候变化问题使得气溶胶深入研究成为重要课题。气溶胶光学厚度(AerosolOpticalDepth,AOD)作为表征气溶胶光学特性的重要参数之一,其与大气颗粒物和气象要素的相关性可用以指示气溶胶对大气污染和气... 近年来,日益突出的极区大气污染以及气候变化问题使得气溶胶深入研究成为重要课题。气溶胶光学厚度(AerosolOpticalDepth,AOD)作为表征气溶胶光学特性的重要参数之一,其与大气颗粒物和气象要素的相关性可用以指示气溶胶对大气污染和气候的影响。从全球角度看,目前对气溶胶的研究在中纬度地区开展较多,而由于受观测连续性和遥感能力,特别是卫星遥感反演精度的限制,对南北极地区的气溶胶研究开展较少。本文主要分析极区AOD研究的历史、现状和瓶颈,概述极区AOD总体研究的进展,探索地基观测和卫星遥感等制约其深入研究的能力及原因。 展开更多
关键词 极区 气溶胶光学厚度 地基观测 卫星遥感
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极地科考船实验室智能化实践与应用探讨
13
作者 陈清满 王硕仁 +3 位作者 何剑锋 赵炎平 夏寅月 杨博 《极地研究》 北大核心 2025年第1期162-170,共9页
为将极地海洋科考船实验室构建为一个安全、高效、先进的海上移动实验平台,提升其智能化实践和管理水平,本文对照智能船舶发展现状与趋势,进一步明确了极地科考船智能实验平台的概念,依次梳理了科考系统智能化需求,构建了科考船实验室... 为将极地海洋科考船实验室构建为一个安全、高效、先进的海上移动实验平台,提升其智能化实践和管理水平,本文对照智能船舶发展现状与趋势,进一步明确了极地科考船智能实验平台的概念,依次梳理了科考系统智能化需求,构建了科考船实验室智能化初步架构。该架构包括各实验功能的智能模块化设计和关键技术的探索。以上概念在我国自主建造的新一代科考船上的应用实践表明,涵盖实验室内环境监控、实验室管理和科考管理等内容的科考船智能实验室,能有效满足目前现场调查的智能化需求。本实践可为我国智能科考船舶建设积累经验。 展开更多
关键词 智能船舶 科考船 智能实验室 “雪龙2”号 科考管理
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南极冰盖表面融水遥感识别方法研究综述
14
作者 牛立杭 唐学远 +1 位作者 杨树瑚 张云 《极地研究》 北大核心 2025年第1期105-117,共13页
表面融水深刻影响着南极冰盖物质平衡和全球海平面上升。受地理环境和气候条件影响,南极冰盖表面融水的年际变化差异较大,对环南极表面融水的动态监测方法与技术提出了诸多挑战。本文旨在对南极冰盖表面融水遥感识别方法的相关研究进行... 表面融水深刻影响着南极冰盖物质平衡和全球海平面上升。受地理环境和气候条件影响,南极冰盖表面融水的年际变化差异较大,对环南极表面融水的动态监测方法与技术提出了诸多挑战。本文旨在对南极冰盖表面融水遥感识别方法的相关研究进行综述:(1)简介冰盖表面融水影响南极冰盖物质平衡的主要途径;(2)阐述用于南极表面融水提取任务的遥感卫星产品,包括多光谱图像和合成孔径雷达图像;(3)突出介绍目前实现南极表面融水提取的主要技术,包括阈值法、机器学习和深度学习等;(4)比较上述各种方法的优缺点,重点展望深度学习在南极冰盖表面融水的应用前景。 展开更多
关键词 表面融水 遥感卫星 深度学习 机器学习 阈值法
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北极航道研究进展回顾与展望
15
作者 李蕴琳 赵鹏军 +1 位作者 张梦竹 何张源 《极地研究》 北大核心 2025年第2期376-393,共18页
北极地区快速变暖驱动北冰洋海冰融化,开阔水域迅速扩大,北极航道的适航性日益增强,引起了全球的广泛关注。然而,当前对北极航道研究的系统综述缺乏全面性,为弥补这一不足,本文系统地收集并梳理了Scopus数据库和维普资讯数据库中以北极... 北极地区快速变暖驱动北冰洋海冰融化,开阔水域迅速扩大,北极航道的适航性日益增强,引起了全球的广泛关注。然而,当前对北极航道研究的系统综述缺乏全面性,为弥补这一不足,本文系统地收集并梳理了Scopus数据库和维普资讯数据库中以北极航道为主题的相关文献,基于期刊摘要、关键字等7个字段,进行文献计量分析,同时利用VOSviewer软件通过关键字进行共现聚类与网络结构分析。分析结果发现,当前北极航道研究主要聚焦于航道的开通可行性测度、航道的地缘政治影响、航道对国际贸易与航运网络的影响以及航道开通的生态环境影响等方面,归纳总结发现如下4点不足:(1)对航道开通精准预测模型方法研究不足;(2)缺乏地缘政治风险和冲突事件对航道开通影响的系统量化研究;(3)对北极航道的航运基础设施建设关注不足;(4)在航道开通对生态环境的影响方面研究不足,当前研究仍主要关注碳排放的预测与计算,缺乏污染排放对生物生境的影响研究。本文的分析结果和结论对于进一步完善北极航道研究具有较好的参考价值;同时,对于制定我国北极航道和冰上丝绸之路战略也可提供一定的决策依据。 展开更多
关键词 北极航道 海上丝绸之路 通航可行性 地缘政治 全球海运网络
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南极航空网络现状及展望
16
作者 肖紫寒 艾松涛 张汝诚 《极地研究》 北大核心 2025年第2期363-375,共13页
自从20世纪人类开展南极航空活动以来,航空一直是快速高效进出南极的交通手段。目前,南极地区的航空网络信息与其他大陆的洲际航线相比还不够完备,未能形成较为完整的南极航空网络。当前往返南极主要有4条洲际航线:智利/阿根廷—南极半... 自从20世纪人类开展南极航空活动以来,航空一直是快速高效进出南极的交通手段。目前,南极地区的航空网络信息与其他大陆的洲际航线相比还不够完备,未能形成较为完整的南极航空网络。当前往返南极主要有4条洲际航线:智利/阿根廷—南极半岛,新西兰基督城—麦克默多站/马里奥·祖切利站,澳大利亚霍巴特—凯西站以及南非开普敦—毛德皇后地。本文利用2018年12月—2022年12月的南极飞行器轨迹数据,研发了自动提取航线算法,分析了不同航段的起降点、相关航段频次和相关国家南极活动的空间区域概貌,评估了各国南极航空活动的发展态势。这些成果可为我国制定南极的飞行活动方案和安全措施提供参考。 展开更多
关键词 南极 飞行器 南极机场 航空网络 极地考察
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极地冰盖履带机器人控制系统的研究与设计
17
作者 张帆 窦银科 +4 位作者 吴顺杰 左广宇 王煜尘 李根 郭井学 《极地研究》 北大核心 2025年第1期72-82,共11页
为解决极地冰盖特有地形地貌、严酷自然环境和冰盖移动等导致的自动化监测装置和数据长距离传输等问题,本研究基于极地冰盖如雪丘、雪垄、冰坝、软雪、硬雪等特有地形地貌,以及气候寒冷、多狂风暴雪等特殊自然环境,针对数据长距离传输... 为解决极地冰盖特有地形地貌、严酷自然环境和冰盖移动等导致的自动化监测装置和数据长距离传输等问题,本研究基于极地冰盖如雪丘、雪垄、冰坝、软雪、硬雪等特有地形地貌,以及气候寒冷、多狂风暴雪等特殊自然环境,针对数据长距离传输和人工智能考察作业的需求,设计了一款专用于极地的冰盖履带机器人。机器人的硬件设计以工控机和STM32F103芯片为控制核心,搭载小型综合气象观测装置、实时动态定位装置、激光雷达和深度相机获取环境信息,构建铱星9523和网桥通信系统实现远距离数据通讯。机器人的软件设计采用多任务实时调度的FreeRTOS操作系统,构建上位机和数据库。此款极地冰盖履带机器人在中国第38次南极科学考察中,依托中山站进行了现场实验。结果表明,该机器人性能稳定、通信可靠、具有较理想的控制效果且较好地满足了极地冰盖作业需求,可为我国南北极科学考察提供关键技术支撑。 展开更多
关键词 极地冰盖 履带机器人 环境信息 远程通讯 南北极
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东南极地区WRF模式3种边界层参数化方案的评估
18
作者 胡杰 杨堤益 +1 位作者 邹小伟 丁明虎 《极地研究》 北大核心 2025年第1期11-25,共15页
由于极地自然环境恶劣,大气观测受到较大的限制,因此,极地数值天气预报模式(Polar WRF)是在该地区开展大气科学研究的重要手段之一。本文利用Polar WRF 4.1.1模式对2020年3月—2021年3月东南极近地面气象要素进行模拟,对模式中3种边界... 由于极地自然环境恶劣,大气观测受到较大的限制,因此,极地数值天气预报模式(Polar WRF)是在该地区开展大气科学研究的重要手段之一。本文利用Polar WRF 4.1.1模式对2020年3月—2021年3月东南极近地面气象要素进行模拟,对模式中3种边界层参数化方案进行适用性评估,并利用4个从东南极海岸至冰盖穹顶分布的自动气象站逐小时地面常规气象观测资料进行分析验证。结果表明,在沿海站点,ACM2方案考虑了热量和湍流通量的多层结构,对相对湿度、风速和气压的模拟效果最好(偏差分别为–12.53%,–1.38 m·s^(–1)和0.37 hPa),整体表现出最好的模拟效果;在内陆站点,ACM2和YSU方案较强的非局地作用使得热力强迫引导的湍流混合增加,模拟效果更好;在穹顶站点,下垫面类型较为单一,局地方案(MYJ)对气温和风速的模拟效果最好(偏差分别为3.32℃和3.76 m·s^(–1))。本研究结果对未来极区边界层参数化方案改进与更系统地开展极区边界层数值模拟有重要参考价值。 展开更多
关键词 PolarWRF 东南极 数值模拟 边界层方案
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CMIP6模拟北极海冰面积变化能力评估
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作者 胡舒涵 丁瑞昌 +2 位作者 吴昊煜 赵传湖 黄菲 《极地研究》 北大核心 2025年第2期212-224,共13页
全球变暖背景下,北极海冰呈现融化和退缩加速的趋势,如何预测未来北极海冰面积(seaicearea,SIA)变化成为当今的研究热点。本文综合考虑SIA变化和模式物理约束条件指标,评估了48个CMIP6模式模拟北极SIA变化的能力,将这些模式分为优秀、... 全球变暖背景下,北极海冰呈现融化和退缩加速的趋势,如何预测未来北极海冰面积(seaicearea,SIA)变化成为当今的研究热点。本文综合考虑SIA变化和模式物理约束条件指标,评估了48个CMIP6模式模拟北极SIA变化的能力,将这些模式分为优秀、良好、中等和较差4类,并对21世纪近期(2015—2040年)、中期(2041—2070年)和远期(2071—2100年)的海冰变化进行比较分析。结果表明,(1)综合上述两种评估指标遴选出的性能优秀模式的集合均值能很好地模拟历史时期的海冰变化,CMIP6模拟结果的离散程度显著降低,未来SIA变化预估的不确定性也大大减少。(2)性能优秀模式的集合均值结果显示,在21世纪近期,冬春季SIA减少缓慢,而夏秋季SIA减少较快。21世纪中远期,在共享社会经济路径(sharedsocioeconomic pathways, SSP)2-4.5情景下,北极9月几乎无冰,但全年海冰下降趋势有所减缓;在SSP5-8.5情景下,北极SIA全年减少速率大,夏秋季将呈无冰状态。(3)在SSP2-4.5和SSP5-8.5两种情景下,北极的第1个夏季无冰年很有可能分别出现在2037年和2033年。 展开更多
关键词 CMIP6 北极海冰面积 共享社会经济路径 应对变化评估
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南极阿蒙森海一次海雾过程分析
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作者 江可悦 韩博 +2 位作者 孙启振 梁文骏 杨清华 《极地研究》 北大核心 2025年第2期275-284,共10页
海雾会降低能见度从而严重威胁海上活动,而南极地区的海雾观测研究相对较少。我国“雪龙”号极地科考船于2019年1月在南极阿蒙森海航行期间经历了一次较强海雾事件,本文利用期间航测数据和ERA5再分析数据,开展了本次海雾过程分析。本次... 海雾会降低能见度从而严重威胁海上活动,而南极地区的海雾观测研究相对较少。我国“雪龙”号极地科考船于2019年1月在南极阿蒙森海航行期间经历了一次较强海雾事件,本文利用期间航测数据和ERA5再分析数据,开展了本次海雾过程分析。本次海雾事件发生于2019年1月17—19日,持续时间约48 h,其中,能见度小于500 m的时段约占整个有雾时段的40%,是一次持续时间较长、强度较高的南大洋海雾个例。分析表明,本次事件的雾区受南大洋低压系统影响,由于中高层处于弱的辐合抬升,此时低空向极风带来的低纬热量与水汽在对流层底层维持了一个饱和且层结稳定的结构;与此同时,雾区海表较弱的风场抑制了湍流的垂直输送并维持了近海表大气热力结构和雾滴密度,这二者共同作用造成了该次持续较久的海雾。 展开更多
关键词 海雾 走航观测 平流作用 南极地区
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