与北大西洋接壤的北极海冰和年际气候变化

冬季与北大西洋接壤的北极海冰面积变化与北大西洋区域气候变化有着非常密切的联系。当冬季北大西洋涛动指数处于民常偏高（低）时期,冰岛低涡加深（减弱）位置偏北（南）,北大西洋副热带高压也偏强（弱）,并且位置也偏北（南）,导致中纬向西风偏强（弱）,受其影响中纬度北大西洋海温升高（降低）,因而增强（减弱）暖洋流向高纬度区域输送,流入巴伦支海的北大西洋海水增多（减少）,致使巴伦支海南部混合层水温偏高（偏低）;     

北极冰区通航能力变化研究进展

北极海冰的快速消融使得北极航道的通航潜力不断增加,深入认识海冰快速消融背景下北极各航道通航能力变化规律,对北极地区保护与航道开发至关重要.本文系统回顾了北极冰区航行风险评估模型的发展过程和北极航道通航能力变化研究现状.北极冰区航行风险评估模型从早期静态的"区域/日期"航行安全控制机制,到近期国际海事组织融合各国管理经验推出的精细且具广泛适用性的POLARIS系统,取得了很大进展.未来应同时考虑发展融合实时冰情、海况及船况的综合风险评估模型和高时空分辨率的海冰遥感观测能力,以支撑冰区航行风险的快速、准确量化.现有研究对北极航道通航能力的整体认识仍然不足,体现在航道通航能力的历史变化研究仍停留在对沿线海冰范围等参量变化分析的间接认识水平,鲜有针对航道通航能力关键特征的分析;基于气候模式资料的北极航道通航未来潜力预测整体保守且差异较大;北极航道开通潜在经济、生态环境与政治风险与效益评估仍然存在争议.融合多源历史数据构建航道通航关键特征的提取与分析方案,有望系统揭示北极航道通航能力的历史变化规律;利用长时序遥感观测数据对模式资料进行修正,进一步对航道通航潜力进行预测可一定程度提高预测的可靠性;...     

我国未来冬季降水会增加吗?北极夏季无海冰情景时的模拟试验

近年来,我国冬季北方的暴雪经常发生,造成了很大的经济损失,也引起了广泛的关注.尤其引发一个重要科学问题:未来全球变暖情景下,我国冬季降水是否会显著增加从而导致北方的暴雪更多的发生.本文利用CMIP3模式在IPCCA1B情景下对未来气候的预测结果,得到北极夏季(September)无海冰时的一种情景,即"FreeArctic".利用相应的海温场和CO2含量驱动一个全球大气环流模式,来对北极夏季无海冰时的东亚各季节气候做出数值模拟.试验结果表明,此时的冬季(DJF)全球表面气温有显著的不同程度的升高,升温幅度最大的区域是在北极地区和亚洲、北美洲的高纬地区.西伯利亚高压、阿留申低压均减弱,东亚冬季风减弱.但是,由于来自北方的水汽输送的加强,我国冬季从南到北降水增多.由于增暖的协同作用,我国北方未来寒潮的概率有可能减少;北方部分地区降雪有可能增加,因为降雪的温度条件是基本满足的.     

北极海冰加速消融

受全球气候变暖的影响,北极海冰的面积年年编小,海冰的厚度也趣来越薄——这是美国宇航局（NASA）喷气推进实验室新近发表的观测结果。     

北极变暖 北极熊吃同类

北极熊是著名的血腥杀手,爱吃海豹。但科学家最近发现,北极熊竟然也吃同类,甚至包括毫无防御能力的小北极熊,并且北极熊吃同类的行为正变得越来越常见。科学家说,随着夏季到来,北极海冰面积剧减,     

北极冰融致北半球寒冷

从2007到2012年,包括美国的大部分、西北欧和中国部分地区在内的北半球冬季提前且异常寒冷。科学家最近推测,如此严冬可能与北极海冰日渐消失有关——因全球变暖,北极海冰面积在2007年降到有记录以来的最低点。科学家把有关北极海冰和海面温度的数据输入气候模型,结果发现了海冰减少可能导致更多降雪的两种机制。     

夏季外来气旋对北极太平洋扇区海冰的影响

近40年来,北极太平洋扇区8～10月海冰面积显著减少,其减少速率几乎是大西洋扇区的3倍,且该扇区海冰面积年际变率显著,标准差达6×105km2.基于ECMWF提供的再分析气象数据和NSIDC提供的海冰密集度、海冰运动及气旋资料,分析了外来气旋活动对北极太平洋扇区海冰面积年际变化的影响.研究表明:每年7～9月的外来气旋异常偏多(偏少)时,北极太平洋扇区海冰面积明显减少(增多),二者负相关最显著的区域位于楚科奇海、波弗特海、东西伯利亚海及中央海区.深入分析其作用机制发现:外来气旋活动加强时,受其对地表能量平衡和温度平流等综合影响,北极扇区大部分地区气温都明显上升,从而促进了该扇区海冰消融.同时气旋活动带来的大风会驱动海冰运动,使得边缘海区易形成更多开阔水域,海水显著增暖,加剧边缘海海冰融化.除此之外,气旋大风还会造成东西伯利亚海海冰向东和向南更暖的区域输送,也利于海冰的消融.总体来看,北极太平洋扇区海冰消融主要与气旋的热力作用有关,其动力作用主要影响边缘海域.     

北极地区与全球变化

北极并不仅限于北极点,通常称北极地区,是指地球北极圈(北纬66°33')以北的广大区域,包括北冰洋的绝大部分水域、格陵兰岛、冰岛等岛屿以及欧亚大陆、北美大陆的北部地区.总面积约2 200万公里2,其中陆地面积约800万公里2,北冰洋面积约1 470万公里2.北冰洋是由环北极的欧洲、亚洲和北美洲的大陆所包围、近于封闭的冰冻海洋,为世界第4大洋,有许多边缘海,如挪威海、格陵兰海、巴伦支海、喀拉海、拉普捷夫海、东西伯利亚海、楚科奇海和波弗特海等.     

北冰洋环境快速变化与生态响应*

随着全球变暖的加剧,北冰洋环境正在发生快速变化,水温升高、夏季海冰覆盖面积和海冰储量下降、淡水输入增加、盐度下降、海水酸化现象初现,导致原本依托海冰生存的北冰洋生态系统遭受前所未有的冲击。已有研究表明,与冰相关生物的生存状况正在恶化,初级生产者个体呈现小型化趋势,冰藻减少影响底栖生物产量,亚北极种入侵。由于北极环境和生态系统变化远超预期,而人类对生态系统、特别是北冰洋中心区的了解非常有限,如何尽快建立观测体系、加强对生态系统的了解、预测潜在的变化成为未来的重要课题。     

北极格陵兰科学考察

第一次进入北极格陵兰地区考察,笔者密切关注全球气候变暖对北极格陵兰冰雪的影响,格陵兰西海岸和斯瓦尔巴德群岛自然环境的异同。考察研究表明,全球气候变暖对北极格陵兰冰盖西部影响很大：冰盖融化形成的天蓝色冰湖比比皆是,冰川退缩显著,在峡湾中的冰川退缩后形成了奇特的冰山群。这些现象警示我们,在全球变暖的大背景下,人类一定要自律,尽量减少排放各种温室气体,切忌火上浇油,尽可能地为人类应变气候灾变赢得时间。另外,北极格陵兰西海岸和北极斯瓦尔巴德群岛的自然环境相似,由于受海洋暖流的影响,在冰雪世界中镶嵌着色彩缤纷的绿洲。     

青藏高原主要生态系统变化及其碳源/碳汇功能作用*

根据NOAA/AVHRR (National Oceanic and Atmospheric Administration/Advanced Very High Resolution Radiometer)卫星归一化植被指数(NDVI)数据和CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型的计算结果,过去30 年间(1982-2011 年),青藏高原生长季植被覆盖度和植被净初级生产力(NPP)呈总体上升态势, 植被总体变好。青藏高原生态系统碳汇功能增强,占全国增加碳汇的10%左右。气候条件的变化是青藏高原植被总体变好的最为重要的驱动因子,退牧还草等大型生态工程的生态效应也比较显著。青藏高原植被总体变好的同时,存在着区域不平衡。植被变差的区域主要集中在海拔较高的、生态更为脆弱的藏北高原、西藏“一江两河”和三江源的部分地区,尤其是藏北高原西部的高寒草原和高寒荒漠出现了较为严重的草地退化,其原因是气候变暖变干叠加人类活动(如超载放牧等)的影响。为了应对气候变化和人类活动对青藏高原植被的影响,应该加强青藏高原生态系统变化长期监测系统与平台建设,加大生态补偿和大型生态工程的实施力度。     

气候变化对黄河径流以及源区生态和冻土环境的影响

本文综述了关于黄河源区和上游地区气候变化及其对黄河径流影响的研究及其他有关研究,并进一步讨论了气候变化对黄河源区和上游径流以及源区生态和环境的影响。研究表明:从20世纪90年代初起黄河源区和上游年径流量锐减,它严重影响了黄河中、下游年径流量,并引起黄河下游在20世纪90年代断流天数的增加;并且还指出,黄河上游和源区从20世纪90年代初到新世纪初降水的减少可能是导致黄河源区和上游径流锐减的主要原因,而黄河源区降水强度的减弱对于黄河源区径流在20世纪90年代的锐减也有一定影响;此外,本文还表明了从20世纪80～90年代到新世纪初黄河源区气温的明显上升并没有导致此区域蒸发量的太大变化,它对径流变化影响不大,但对此地区植被和冻土退化有重要影响。     

石墨烯：单原子层二维碳晶体——2010年诺贝尔物理学奖简介

  石墨烯--石墨的极限形式,具有独特的单原子层二维晶体结构,2004年首次由英国曼彻斯特大学的两位科学家：安德烈·盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃肖罗夫（Konstantin Novoselov）成功剥离出来。2010年,二人因在石墨烯方面的开创性实验而获得诺贝尔物理学奖。作者从碳材料的发展史出发,结合石墨烯的结构、制备方法及其性能,综述了石墨烯领域的研究工作,对其发展趋势及将面临的挑战进行了评述。