极地微生物资源研发现状及需求分析

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作者 廖丽 单琰焱 +2 位作者 俞勇 秦启龙 李春阳 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期361-374,共14页

极地因其极端的自然环境与相对的地理隔离,进化出了独特而多样的微生物资源。极地微生物蕴藏了生命耐受极端环境的奥秘、承载了生物地球化学循环的重要使命,其研究可为生命科学、地学、天体生物学等研究提供有价值的启示,具有独特的科... 极地因其极端的自然环境与相对的地理隔离,进化出了独特而多样的微生物资源。极地微生物蕴藏了生命耐受极端环境的奥秘、承载了生物地球化学循环的重要使命,其研究可为生命科学、地学、天体生物学等研究提供有价值的启示,具有独特的科学研究意义。同时,极地微生物所蕴含的新颖物种、基因与产物是极地自然资源的重要组成,是可持续利用的重要战略资源,对其开发利用具有现实的经济价值和社会效益。本研究基于详实的科学数据、文献报道、专利与案例分析等情况,深入阐明了极地微生物研究的重要性,总结了极地微生物研发趋势与需求,并提出了相应的研发建议。本研究结果可为极地微生物资源相关研究、政策、项目等布局提供参考。 展开更多

关键词 微生物资源 研发现状 开发利用 资源需求 极地

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国际极地科学研究概况和热点计量分析 被引量：5

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作者 陈留林 孔嘉 +1 位作者 邓三鸿 谌陈晨 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期294-306,共13页

由于南北两极在地球气候系统中的重要作用和自然资源潜力,两极的科学研究已成为世界大国关注的焦点,近年来的投入和产出持续增强。极地领域的科学研究内容广泛,涉及天文学、大气科学、海洋科学、地质学、生物学等多领域,本文首次通过文... 由于南北两极在地球气候系统中的重要作用和自然资源潜力,两极的科学研究已成为世界大国关注的焦点,近年来的投入和产出持续增强。极地领域的科学研究内容广泛,涉及天文学、大气科学、海洋科学、地质学、生物学等多领域,本文首次通过文献计量学的方法对2015—2017年国际极地研究格局进行全面系统分析,从发文趋势、主要发文国家、发文机构、研究领域分布、研究主题等角度进行可视化分析,帮助科研团队识别潜在前沿、合作对象和技术拥有者,为极地科技管理者提供研究概况数据支撑,从而为我国下一步的极地研究科技布局和国际合作提供启示性建议。 展开更多

关键词 极地研究 气候变化 文献计量 可视化

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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

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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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极地雪冰中高氯酸盐的研究进展 被引量：3

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作者 赵茜 姜苏 +2 位作者 史贵涛 陈振楼 孙波 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期139-147,共9页

环境中普遍存在着自然条件下产生的高氯酸盐(ClO_(4)^(–)),其同位素组成的显著特征(如17O异常和/或36Cl正值)表明这些ClO_(4)^(–)很可能来自于大气平流层且臭氧(O3)参与了其形成过程。极地冰盖是保存大气来源ClO_(4)^(–)的天然档案,... 环境中普遍存在着自然条件下产生的高氯酸盐(ClO_(4)^(–)),其同位素组成的显著特征(如17O异常和/或36Cl正值)表明这些ClO_(4)^(–)很可能来自于大气平流层且臭氧(O3)参与了其形成过程。极地冰盖是保存大气来源ClO_(4)^(–)的天然档案,能够提供大气来源ClO_(4)^(–)的含量、空间分布、长时间尺度内的变化序列及不同历史时期的来源等信息。这些信息对于明确人类活动对大气来源ClO_(4)^(–)的影响,大气中产生ClO_(4)^(–)的机理,以及大气中ClO_(4)^(–)的产量与大气化学、环境条件之间的关系具有重要意义。在总结了极地雪冰中ClO_(4)^(–)的来源、含量水平、时间变化序列及大气中产生ClO_(4)^(–)的机理等方面的研究进展之后,提出今后应利用极地雪冰样品研究不同区域ClO_(4)^(–)的大气圈层(平流层、对流层)主要来源,并开展雪冰中ClO_(4)^(–)的沉积后过程研究,从而能够更好地理解ClO_(4)^(–)的大气化学过程,并获取大气中ClO_(4)^(–)的产量及其变化的真实信息。 展开更多

关键词 极地 雪冰 高氯酸盐 来源 产生机理

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中国在东南极拉斯曼丘陵变质岩系研究的进展

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作者 崔迎春 陈绍聪 +9 位作者 张浩 宗师 王雪娇 潘荣昊 王伟轩 马立杰 李升贵 张晓波 黄巨澜 陈鸿宇 《极地研究》 CSCD 北大核心 2024年第4期505-517,共13页

拉斯曼丘陵位于东南极伊丽莎白公主地英格里德·克里斯滕森海岸,地势呈南高北低特征,受地质构造、冰川、温度、极风等多种内外地质营力多重影响,其发育多种地貌类型。拉斯曼丘陵主体由变质程度达角闪岩相-麻粒岩相且发生复杂变形的... 拉斯曼丘陵位于东南极伊丽莎白公主地英格里德·克里斯滕森海岸,地势呈南高北低特征,受地质构造、冰川、温度、极风等多种内外地质营力多重影响,其发育多种地貌类型。拉斯曼丘陵主体由变质程度达角闪岩相-麻粒岩相且发生复杂变形的变质岩组成。1989年,中国在拉斯曼丘陵的米洛半岛上建立了东南极常年科学考察站——中山站,为我国科学家开展东南极地球科学研究提供了重要基地。本文基于35年来我国科学家在该区的调查研究和成果,总结了东南极拉斯曼丘陵的变质层序、变质年龄、原岩建造、变质条件和构造环境等方面的研究进展。表明我国科学家取得的部分科研成果引领并提升了对泛非造山带演化的认知水平。未来应重视的重点研究领域包括区域多期变质事件的性质、镁铁质-超镁铁质麻粒岩性质和造山带属性等科学问题。 展开更多

关键词 拉斯曼丘陵 东南极 变质岩系 变质作用 进展与成果

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南极冰盖表面融水遥感识别方法研究综述

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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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1979—2021年南极洲飞机可起降率的气候态及其年际变化趋势研究

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作者 卢嘉杰 程灵巧 +8 位作者 于乐江 肖恩照 张建军 陈望春 倪洪波 霍海峰 张波 张体军 孙波 《极地研究》 北大核心 2025年第1期26-38,共13页

基于1979—2021年的气象再分析数据,本文研究了南极洲的近地面气象要素满足航空起降要求的概率分布(即可起降率的变化)。结果表明,南极洲飞机可起降率具有显著的季节性和空间差异等时空变化特征:西南极飞机可起降率总是高于东南极高原区... 基于1979—2021年的气象再分析数据,本文研究了南极洲的近地面气象要素满足航空起降要求的概率分布(即可起降率的变化)。结果表明,南极洲飞机可起降率具有显著的季节性和空间差异等时空变化特征:西南极飞机可起降率总是高于东南极高原区域,如西南极的夏季可起降率气候态平均高达57.0%,而东南极的高原区域只达到49.4%;夏季最高,然后依次为春季、秋季和冬季。从长期变化趋势角度来看,夏季大部分内陆地区飞机的可起降率呈现显著降低趋势,多数沿海地区可起降率呈上升趋势;在春季,大部分高原地区和威德尔海内侧地区等飞机可起降率也呈现显著上升趋势。在考虑日照时间的前提下,各个子区域的大部分季节里近地面风速、温度和能见度的影响各异。沿海地区飞机可起降率更易受风速影响,高纬地区(包括东南极高原和整个西南极)更易受降雨(含降雪)情况控制的能见度影响。此外,南极几个主要冰架区域升温严重,因此,在机场选址时还应考虑冰架或内部冰盖崩塌的潜在威胁。 展开更多

关键词 可起降率 气象要素 时空变化 航空 南极洲

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域外国家参与北极科学合作的路径——以北极科学部长级会议机制为例 被引量：3

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作者 陈留林 刘嘉玥 +1 位作者 王文涛 俞勇 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期414-420,共7页

北极科学部长级会议(ASM)是由北极国家发起的覆盖全球主要北极事务相关国家和国际组织的政府间高级别合作交流平台,主要目标是增强国际北极科学合作和协作。本文结合国际北极研究的最新情况,从北极科学部长级会议发起的背景和发展的特... 北极科学部长级会议(ASM)是由北极国家发起的覆盖全球主要北极事务相关国家和国际组织的政府间高级别合作交流平台,主要目标是增强国际北极科学合作和协作。本文结合国际北极研究的最新情况,从北极科学部长级会议发起的背景和发展的特点来对其内在的发展机制和发展方向进行解析,认为ASM体现了美国提振北极科学研究、发挥全球领导力的诉求,尽管ASM给北极域外国家提供了以平等身份参与北极科学合作和表达立场的机会,但是目前其主要框架仍受到北极理事会深刻影响和主导,对各国的北极研究和合作是一种软性的信息交流和督促机制,北极域外国家需在科技战略对接、科技项目合作以及深入介入北极观测网和数据共享方面展现出更加积极的态度和措施,来提升北极治理的影响力。 展开更多

关键词 北极科学部长级会议 国际合作 北极理事会

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南极冰间湖浮游植物生物量和生物生产力时空特征及影响因素研究进展

9

作者 江宁 张召儒 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期266-285,共20页

南极冰间湖在气候变化中和生态系统环境中扮演着重要角色。本文通过回顾南极罗斯海、阿蒙森海、松岛和默茨等4个冰间湖浮游植物生物量和生产力的时空分布特征和变化规律、物理环境参数和气候模态对冰间湖中叶绿素a和浮游植物水华开始及... 南极冰间湖在气候变化中和生态系统环境中扮演着重要角色。本文通过回顾南极罗斯海、阿蒙森海、松岛和默茨等4个冰间湖浮游植物生物量和生产力的时空分布特征和变化规律、物理环境参数和气候模态对冰间湖中叶绿素a和浮游植物水华开始及持续时间的影响,得出以下几点结论:(1)罗斯海冰间湖是南极近海生物生产力最高的区域,占南大洋总生产力的28%;阿蒙森海和松岛冰间湖在37个南极冰间湖生态系统中单位面积的生产力最高;默茨冰间湖浮游植物生物量年际变化明显。(2)海冰密集度、风速和云量等物理参数与浮游植物生物量变化密切相关,其相关关系的季节性和地域特征明显。海冰密集度主要通过改变冰间湖开放水域的面积来影响可到达海表的光合有效辐射;风速通过影响水体的垂直混合强度来改变营养盐及浮游植物的垂向输运;云量对冰间湖生态系统的影响是可见光强度及紫外线辐射量之间平衡的结果。(3)在部分冰间湖,浮游植物生物量的年际变化同调控南半球高纬度气候的主要模态,如南半球环状模和半年振荡等存在显著相关性。未来工作可结合长期卫星遥感观测、现场观测和数值模拟,进一步开展气候模态对冰间湖浮游植物生物量年际变化的物理-生态耦合机制、冰间湖生态系统生产力各个尺度变异规律和机制等的深入探究,从而更好地认知极地关键海区的生物地球化学循环过程及其气候效应。 展开更多

关键词 南极冰间湖 浮游植物生物量 时空特征 环境变量 气候模态

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极区电离层N_(m)F_(2)观测与国际参考电离层对比研究

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作者 徐盛 李培豪 +2 位作者 廖小倩 刘瑞源 陈相材 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期26-36,共11页

利用南北极极隙区与极光带纬度3个台站对电离层F2层峰值电子密度(N_(m)F_(2))长达1个太阳活动周的观测数据,对国际参考电离层IRI-2016模型在极区的适用性进行系统的定量研究。结果表明,在极光带纬度的北极Tromsø站,IRI预测与观测... 利用南北极极隙区与极光带纬度3个台站对电离层F2层峰值电子密度(N_(m)F_(2))长达1个太阳活动周的观测数据,对国际参考电离层IRI-2016模型在极区的适用性进行系统的定量研究。结果表明,在极光带纬度的北极Tromsø站,IRI预测与观测符合最好,大部分季节相对误差在40%以内,在太阳活动高年略好于太阳活动低年。在极隙区纬度的南极中山站和Longyearbyen站,IRI预测精度在太阳活动低年高于太阳活动高年。在中山站和北极Longyearbyen站仅个别月份相对误差在20%以内,大部分月份相对误差超过40%,冬季相对误差接近100%,特别是Longyearbyen站,在太阳活动高年冬季相对误差超过100%。从季节上看,3个台站都是冬季符合最差,夏季符合最好。IRI-2016模型对极区电离层进行预测时,难以如实反映极区等离子体对流和能量粒子沉降等极区特有的物理过程对极区电离层N_(m)F_(2)的影响。 展开更多

关键词 极区电离层 国际参考电离层 IRI-2016模型 F2层峰值电子密度(N_(m)F_(2))

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压实雪层跑道的施工技术现状分析

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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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南极冰盖深部结构、冰下过程及其对冰盖稳定性和海平面的影响

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作者 唐学远 孙波 +6 位作者 马红梅 赵励耘 乔刚 田一翔 郭井学 崔祥斌 李霖 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期604-611,共8页

冰盖结构、冰下过程对冰盖稳定性、气候环境变化和全球海平面上升的影响正成为南极科学研究的前沿与热点。然而,目前针对不同时空尺度上影响南极冰盖稳定性的关键物理过程及其效应仍缺乏系统研究,致使多年来国际极地科学界在有关南极冰... 冰盖结构、冰下过程对冰盖稳定性、气候环境变化和全球海平面上升的影响正成为南极科学研究的前沿与热点。然而,目前针对不同时空尺度上影响南极冰盖稳定性的关键物理过程及其效应仍缺乏系统研究,致使多年来国际极地科学界在有关南极冰盖冰下过程对全球气候变化的影响机理的议题上存在广泛的争议。利用中国自2015年以来开展的东南极冰盖伊丽莎白公主地考察及其航空地球物理探测资料,通过归纳最近南极冰盖研究的新认识,厘清南极冰盖深部结构与冰下过程涉及的关键科学问题,阐述将冰盖典型区域的强化观测和冰盖数值模拟相结合来研究南极冰盖冰下深部结构与冰下过程的物理机理可能遇到的问题和解决方式,并提炼出与冰盖稳定性变异机制及其对海平面上升影响相关的研究目标、核心内容、有效途径及科学价值。期望对定量估算南极冰盖的物质平衡及其对未来海平面上升的影响这一人类迄今认识最少的南极冰盖研究领域作出科学贡献。 展开更多

关键词 东南极冰盖 伊丽莎白公主地 深部结构 冰下过程 航空地球物理探测

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南大洋浮游细菌群落结构研究进展

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作者 孙玉蓉 马玉欣 +3 位作者 曹叔楠 罗光富 蓝木盛 何剑锋 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期546-554,共9页

浮游细菌是海洋微食物环的重要组成部分,在维持海洋生态系统稳定和物质循环中起着重要作用。本文对南大洋浮游细菌群落组成和分布特征以及影响因素进行概述,结果显示,优势类群为α-变形菌纲、γ-变形菌纲和噬纤维菌-屈挠杆菌-拟杆菌群,... 浮游细菌是海洋微食物环的重要组成部分,在维持海洋生态系统稳定和物质循环中起着重要作用。本文对南大洋浮游细菌群落组成和分布特征以及影响因素进行概述,结果显示,优势类群为α-变形菌纲、γ-变形菌纲和噬纤维菌-屈挠杆菌-拟杆菌群,非优势类群组成则存在显著的空间差异。浮游细菌群落存在明显的季节变化,温度和溶解有机碳浓度是调控群落结构的主要环境因子,浮游细菌与微食物环其他类群存在明显的相互作用。气候变化导致的海洋升温、海洋酸化等环境变化会对浮游细菌产生深远影响。未来应加强对极地上层海洋与海冰相关浮游细菌群落和深海浮游细菌群落的研究,依托站基开展季节变化的现场调查和模式研究,预测南大洋浮游细菌群落的潜在变化趋势及调控机理。 展开更多

关键词 南大洋 浮游细菌 群落组成 季节变化 环境因子

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西南太平洋海洋锋面位置分布研究

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作者 杨威 李丙瑞 +3 位作者 高立宝 李锐祥 刘长建 马磊 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期469-482,共14页

6条澳大利亚塔斯马尼亚至南极罗斯海抛弃式温盐深观测断面及卫星海表温度数据被用来分析西南太平洋海洋锋面的分布特征。分析表明季节变化对锋面位置并无显著影响,但锋面垂向结构则会有所差异。亚南极锋(Subantarctic Front,SAF)和极锋(... 6条澳大利亚塔斯马尼亚至南极罗斯海抛弃式温盐深观测断面及卫星海表温度数据被用来分析西南太平洋海洋锋面的分布特征。分析表明季节变化对锋面位置并无显著影响,但锋面垂向结构则会有所差异。亚南极锋(Subantarctic Front,SAF)和极锋(Polar Front,PF)在西南太平洋海域存在较普遍的双分支特征,在SAF双分支中,S-SAF温度梯度一般大于2.0℃·(100 km)^-1,N-SAF温度梯度一般大于1.0℃·(100 km)^-1。本文判断的西南太平洋锋面位置与Orsi等[1]在1995年总结的位置分布基本一致,但各锋面位置均略向北偏移。受东南印度洋中脊海底地形的影响,SAF和PF在经过塔斯马尼亚以南海域后明显向东南偏移,并在170°E^175°E海域到达最南处。根据卫星海表温度梯度判定的PF位置比次表层中2℃海水等温线的北边界更靠近极地,在145°E断面,这种间距超过5个纬度,而在175°E断面,这种间距约1个纬度。因亚热带锋(Subtropical Front,STF)、SAF和PF对海表温度有一定的影响,利用卫星海表温度梯度判断的锋面位置具有较高的可信度。 展开更多

关键词 西南太平洋 海洋锋面 XCTD 卫星海表温度

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MODIS北极气溶胶光学厚度的精度验证与分布特征研究

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作者 杨艳丽 常亮 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期62-71,共10页

北极是地球上的气候敏感区,近年来其温度升高是全球平均水平的两倍,而大气气溶胶对北极变暖有显著影响。为探究北极大气气溶胶的光学特性,基于MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)10 km和3 km气溶胶光学厚度AOD(Aeros... 北极是地球上的气候敏感区,近年来其温度升高是全球平均水平的两倍,而大气气溶胶对北极变暖有显著影响。为探究北极大气气溶胶的光学特性,基于MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)10 km和3 km气溶胶光学厚度AOD(Aerosol Optical Depth)产品,分析了2000年3月—2018年10月北极地区AOD的时空分布特征,并与气溶胶自动观测网AERONET(Aerosol Robotic Network)地基站点的气溶胶观测结果进行了比较验证。结果表明,MODIS 10 km和3 km AOD与AERONET地基站点的相关系数分别为0.840和0.853,均方根误差均小于0.1,MODIS 10 km和3 km两种AOD产品与北极地面现场观测结果均具有较好的一致性。MODIS两种AOD产品与AERONET地基站点的相关系数、均方根误差、相对平均偏差和期望误差的结果均显示,北极地区MODIS 10 km AOD产品精度整体上略高于3 km AOD产品,且两者在北极东半球较其他地区的精度更高;MODIS 10 km AOD产品在西半球的误差呈现出纬度越高精度越高的特点,但3 km AOD产品没有显示这一规律;在时间上,MODIS两种AOD产品精度均在5、9和10月份较高,在秋季比春夏季略高。此外,基于北极地区MODIS AOD产品还发现,不同纬度的AOD之间存在显著差异,AOD随纬度降低不均匀增大。北极地区AOD呈现明显的季节变化,春季3—5月份AOD值普遍介于0.1~0.3,且在4月的北欧区域达到最高值;在夏季6—8月份,AOD高值范围逐渐增大;在秋季9—10月份,AOD普遍在0.1以下。两种MODIS AOD产品在北极洋面和陆面上呈现不同的特征:洋面上10 km的AOD通常更大,而陆面上3 km的AOD更大。 展开更多

关键词 北极 MODIS AOD 分布特征

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基于双层聚类信息的极光亚暴自动检测

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作者 王平 韩冰 +4 位作者 李洁 胡泽骏 尚军亮 葛道辉 袁玉卓 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期52-69,共18页

极光亚暴与太阳风和地球磁场的耦合过程有着紧密的联系,对其发生和发展机制的研究,有助于深入地分析行星际磁场、地球磁层和地球电离层的相互作用,了解太阳风携带的大量能量在地球空间的输运过程,对地球空间环境预警具有重要的意义。Po... 极光亚暴与太阳风和地球磁场的耦合过程有着紧密的联系,对其发生和发展机制的研究,有助于深入地分析行星际磁场、地球磁层和地球电离层的相互作用,了解太阳风携带的大量能量在地球空间的输运过程,对地球空间环境预警具有重要的意义。Polar卫星搭载的紫外极光图像成像仪能够全天候地获取紫外极光图像,在紫外极光图像中可以完整地展示出极区极光的亮度和尺度变化,尤其是可以清晰地展示出亚暴膨胀相的极光点亮和亮斑膨胀现象。现有的极光亚暴事件检测方法通常需要人工设计特征和相关规则库,耗时耗力。本文利用紫外极光图像提出了基于双层聚类信息的亚暴事件检测方法,实现了紫外极光图像数据中的亚暴事件自动检测。同时,针对极光亚暴事件检测依赖手工设计特征,设计了子空间聚类指导的三维卷积特征自动提取网络;针对极光图像帧间存在成像角度差异,利用地磁纬度和磁地方时信息对极光序列中图像的空间位置进行校正;针对卫星成像位置变化导致的成像噪声,利用极光图像级聚类保留极光亮斑区域和剔除未成像或噪声区域。主观和客观实验结果表明,本算法提升了亚暴事件检测的查全率。 展开更多

关键词 极光亚暴 双层聚类信息 三维卷积网络 自动检测

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基于哨兵1号影像浮冰形状特征的北极内尔斯海峡海冰运动信息提取方法

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作者 杨帆 刘婷婷 雷瑞波 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期169-182,共14页

内尔斯海峡是北极海冰输出的重要通道之一,从海峡流出的海冰对巴芬湾、拉布拉多海深层水的形成以及北极海冰物质平衡具有重要影响。由于海峡入口狭窄和海冰密集度较低,现有海冰运动反演算法较难从卫星影像上获取有效的海冰运动信息,从... 内尔斯海峡是北极海冰输出的重要通道之一,从海峡流出的海冰对巴芬湾、拉布拉多海深层水的形成以及北极海冰物质平衡具有重要影响。由于海峡入口狭窄和海冰密集度较低,现有海冰运动反演算法较难从卫星影像上获取有效的海冰运动信息,从而限制了该区域海冰运动信息的提取。本研究提出了一种基于浮冰形状特征的海冰运动提取算法,该算法主要包括影像分割、浮冰提取和浮冰匹配3个步骤。使用该算法从2019年2月20-27日逐日哨兵1号影像中提取了内尔斯海峡的海冰运动信息,并结合人工制作的验证数据评估了该算法在浮冰提取和匹配过程的精度。结果显示该算法提取的浮冰形状参数平均误差为4.3%~8.48%、浮冰运动矢量的总体正确率为84%、浮冰质心与运动速度的均方根误差分别为0.171km和6.313cm·s^(–1)。对比SIFT,ORB和AKAZE三种基于特征追踪的海冰运动反演算法,该算法结果中海冰运动覆盖面积增加了27.7%,精度提高约39%。该算法不仅有效地提取了内尔斯海峡海冰运动信息,而且可为其他区域(如海冰边缘区)的海冰运动信息提取提供参考。 展开更多

关键词 内尔斯海峡 海冰运动 哨兵1号 影像分割 浮冰匹配

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基于U形多层感知机网络的地震波初至拾取与反演

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作者 孙明皓 余瀚 +1 位作者 陈雨青 陆恺 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2024年第7期2301-2309,共9页

针对传统勘探地震波初至拾取工作量大、抗噪性差和精度低所导致的低质量速度反演影响生产安全的问题,提出一种基于U形多层感知机(U-MLP)网络的地震波初至拾取与反演方法。首先,为解决传统U形网络(U-Net)中的交叉熵损失函数在数据类别不... 针对传统勘探地震波初至拾取工作量大、抗噪性差和精度低所导致的低质量速度反演影响生产安全的问题,提出一种基于U形多层感知机(U-MLP)网络的地震波初至拾取与反演方法。首先,为解决传统U形网络(U-Net)中的交叉熵损失函数在数据类别不平衡时导致的性能变差问题,设计一种基于加权交叉熵Lovász归一化指数(WLS)的损失函数;然后,在特征融合阶段引入残差连接,缩小低级特征与高级特征间的差距,还原更多细节信息;最后,为使U-MLP网络更好学习图像局部特征,为高级语义引入标记化的多层感知机(MLP)模块,此模块降低了参数量和计算复杂度。实验结果表明,与U-Net相比,U-MLP网络在训练中收敛性更强,初至拾取最大误差降低了20%以上,交并比(IoU)值提升了约2%。可见,U-MLP网络在提取勘探地震波初至时不仅提高了拾取精度,而且拾取的初至在仿真数据和实际数据中的速度分布反演均达到了理想效果,具有更好的性能且适应性更强。 展开更多

关键词 U形网络 多层感知机 初至拾取 反演 成像

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南极普里兹湾海底表层沉积物中重金属分布特征及其潜在环境风险评价

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作者 张浩 崔迎春 +2 位作者 邵和宾 李升贵 宗师 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期128-139,共12页

为了解普里兹湾表层沉积物主要重金属的污染特征,本研究利用中国第29次南极考察航次获取的样品,分析了表层沉积物中钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)和铬(Cr)等6种重金属的含量,探讨其分布特征,利用潜在生态风险指数法与地质累... 为了解普里兹湾表层沉积物主要重金属的污染特征,本研究利用中国第29次南极考察航次获取的样品,分析了表层沉积物中钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)和铬(Cr)等6种重金属的含量,探讨其分布特征,利用潜在生态风险指数法与地质累积指数法评价了普里兹湾表层沉积物重金属潜在环境风险。结果表明,普里兹湾表层沉积物中重金属元素平均含量从高到低依次为Zn>Cr>Cu>Ni>Pb>Co,分布整体呈现近岸低、远岸高的特征,表现出明显的沉积粒级富集效应。其空间分布特征也具有同源性,表明相似的物源供给与沉积过程。潜在生态风险指数评价结果表明,各调查站区均为低生态风险,重金属元素地质累积指数普遍小于0,总体为清洁状态,其中综合潜在生态风险指数平均值为7.45。相关性分析表明,除Pb元素外,重金属元素间均表现出良好的正相关性,并与陆源表征元素Ti及沉积物平均粒径呈良好正相关性,与沉积物分选系数呈良好的负相关性。 展开更多

关键词 重金属 海底表层沉积物 来源分析 生态环境风险评价 普里兹湾

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南极菲尔德斯半岛地区不同生境中可培养细菌的多样性

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作者 郝墣钰 张义和 +1 位作者 韩玮 曾胤新 《极地研究》 CSCD 北大核心 2024年第4期568-579,共12页

菲尔德斯半岛地区具有丰富多样的微生物,这些微生物不但在当地发挥着重要的生态学作用,而且也是潜在、新颖的微生物资源。本研究采用传统分离培养手段,对来源于南极菲尔德斯半岛地区的原始土壤、企鹅粪土及海洋潮间带3类不同生境中的细... 菲尔德斯半岛地区具有丰富多样的微生物,这些微生物不但在当地发挥着重要的生态学作用,而且也是潜在、新颖的微生物资源。本研究采用传统分离培养手段,对来源于南极菲尔德斯半岛地区的原始土壤、企鹅粪土及海洋潮间带3类不同生境中的细菌进行分离培养,并对其开展了基于16S rRNA基因的分子鉴定。共分离得到分布于4个门、51个属的408株细菌,其中8株菌为潜在新种。结果显示,不同生境中可培养优势菌的组成存在明显差别,如原始土壤中放线菌占据明显优势,潮间带中拟杆菌占据绝对优势。相对于Luria-Bertani及Yeast extract-Peptone-Glycerol培养基,采用寡营养培养基Reasoner’s 2A从陆地样品中获得的分离菌株的多样性更高。本文的研究结果不但能够增进对南极细菌多样性的认识,而且可进一步丰富我国的极地微生物资源。 展开更多

关键词 可培养细菌 多样性 新种 菲尔德斯半岛 阿德雷岛 南极

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