北极海冰消退及其主要驱动机制

极地海冰在全球气候变化中扮演着重要角色。在全球变暖背景下,北极海冰正在以过去千年来所未有的速率消退,预计到21世纪中叶或更早,北极海域将面临夏季无冰的状况。北极海冰减少不仅改变北极地区的生态和环境,还通过大尺度的海气环流影响中纬度地区,甚至是全球的天气和气候。文章简要介绍了北极海冰消退的特征和主要驱动机制,并对未来北 极海冰消退机理研究进行了展望。     

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。     

南北两极海冰的相互关系

南北两极海冰是全球大气-海洋热机的巨大冷源,对全球大气环流和气候有极大的影响.到目前为止,关于两极海冰的研究以及海冰与大气环流和气候变化关系的研究工作,大部分是分别研究南极、北极海冰的变化及各自与气候的关系.本文则主要立足于全球范围进行综合研究.两极海冰作为冷源,除分别各自对全球气候产生影响外,两极海冰之间也应有内在的联系.因此,本文试图研究两极海冰之间的涛动关系,以及把两极冷源对全球气候的作用统一起来.     

冬季格陵兰、喀拉海和巴伦支海海冰年际变化与ENSO事件

众多研究表明,ENSO事件不仅仅是热带地区大气和海洋异常年际变化现象,并且与中高纬度地区的气候异常变化相关联,一方面通过对两维定常行星波的强迫导致中高纬度地区的遥响应;另一方面,中高纬度的大气环流异常对ENSO事件的发生也具有触发作用.海冰变化可以引起盐度突变层的灾变和热盐环流的突然停止,可以导致半球乃至全球大气环流异常,最新研究表明,海冰面积变化周期与ENSO事件的周期有较好的一致性.本文讨论了冬季格陵兰、喀拉海和巴伦支海海冰年际变化与ENSO事件的关系,认为该海域海冰面积异常可以引起北半球大气环流异常响应,尤其是当海冰面积变化超前大气变化3年时,可以诱发大气高度场产生PNA型异常;ENSO事件都发生在海冰面积变化速度为极值点的冬季.     

南极海冰对西北太平洋副热带高压的影响及其海洋大气环流背景

极地冰雪覆盖对大范围地区天气气候的影响早巳被气象气候学界公认,但在气象卫星观测提供了可靠的南极冰雪资料以后,才可能深入揭示这种影响。本文分析西北太平洋副热带高压活动与南极海冰的关系,得出一些对长期天气预报有意义的结果。     

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.     

Hadley环流变化与白令海海冰异常的关系

利用NCEP/NCAR再分析资料和Hadley中心提供的海冰资料, 分析了3~4月Hadley环流(HC)变化和白令海海冰异常之间的联系, 发现HC与白令海海冰面积之间具有显著的反相关关系, HC偏强(弱)对应着白令海海冰减少(增加). 进一步分析了HC与白令海海冰联系的大尺度环流背景. 结果表明, 当HC处于正位相时, 阿留申低压位置偏西, 北太平洋东部盛行异常偏南气流, 白令海地区气温偏高, 这种大气环流条件和热力状况都不利于白令海海冰的形成, 因此白令海海冰面积减少, 反之亦然. 研究还揭示, 东亚-北太平洋-北美(ANA)遥相关波列可能是联系低纬度HC和高纬度白令海地区大气环流及海冰变化的一个重要纽带.     

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,     

秋-冬季节北极海冰对冬季西伯利亚高压的影响

冬季西伯利亚高压强度与前期秋到冬季北冰洋东部、欧亚大陆北部边缘海区海冰密集度呈现显著的负相关关系. 研究结果显示, 秋冬季北冰洋海冰密集度与同期海表温度异常可导致冬季西伯利亚高压与欧亚大陆中高纬度及东亚的地表气温异常. 数值试验结果进一步证实该结论, 并且所有的数值试验结果一致表明, 较低的海冰密集度能导致欧亚大陆中高纬度地表温度负异常. 本文提出了一种机制来解释秋冬季北极海冰密集度和冬季西伯利亚高压的联系. 9 月份海冰密集度为预测冬季西伯利亚高压提供了一个潜在的前期信号, 而若由单纯的热带海温异常则不能预测冬季西伯利亚高压强度. 在近20 年来(1990~2009 年)冬季西伯利亚高压呈现增强的趋势, 并伴随着亚洲大陆中高纬度地表温度的降温趋势, 从而导致近年来东亚严冬频发. 最后, 讨论了冬季西伯利亚高压和地表气温短期趋势的成因.     

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.     

机遇与挑战:气候变暖趋势下的北极

近两年来,新闻媒体中频频出现一些与北极有关的事件,如俄罗斯将一面钛金属国旗插在北极点下4000多米洋底、全球气候变暖加速北极海冰融化、北极油气资源开采、北极航线开通、国际极地年、联合国海洋法公约等,实际上说明了在全球气候变暖的影响下,拉近了世界各国与北极的距离,引发了北极地缘政治的快速变化.     

Structure and growth of a hexagonal two-dimensional ice

正With the support by the National Natural Science Foundation of China,Ministry of Science and Technology of China,Chinese Academy of Sciences,and Collaborative Innovation Center of Quantum Matter,the teams led by Prof.Jiang Ying (江颖)at the International Center For Quantum Materials,Peking university,successfully grew a 2Dbilayer hexagonal ice(named"2Dice I")and imaged the 2Dice growth at the edges with atomic resolution.This work was published in Nature on January 2,2020.     

LD及SLD驱动技术研究

论述了实现半导体激光器驱动技术的发展和方案,列出了国内外各大公司研究状况,并分析了实现控制的几种方案。     

LD及SLD驱动技术研究

论述了实现半导体激光器驱动技术的发展和方案，列出了国内外各大公司研究状况，并分析了实现控制的几种方案。     

LD及SLD驱动技术研究

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21世纪的极地科学探索——面临的机遇和挑战

21世纪,极地系统的快速变化使人类面临着严峻的挑战,也给极地科学发展带来机遇。极地科学的发展将围绕全球气候变化和极地环境变化的研究和评估展开,更加强调多学科和全球化,注意时间和空间尺度上突破。突出研究极区在全球变化中的作用的同时,加强对南极的监测和保护,关注人类活动对南极地区的影响,合理利用南极的资源尤其是生物资源也是21世纪列入各国南极研究的任务之一。     

破冰之旅：北冰洋今昔谈

2004年,综合大洋钻探IODP 302航次在北冰洋的深海钻探发现：五千万年前的北冰洋曾是个亚热带淡水湖泊,沉积物具有优越的生油条件。2007年俄罗斯“和平－1”号深潜器将俄国旗插到北极的四千米深海海底,引起了北冰洋资源归属的国际之争。这些“破冰之旅”是在北冰洋海冰迅速减少的全球变暖背景下进行的,使得“西北航道”开启的前景逐渐逼近,北冰洋的国际竞争正在升温。     

西北地区居民生活碳排放结构及其影响因素

为揭示西北地区居民家庭生活碳排放现状与规律, 基于家庭生活碳排放相关数据的调查, 综合利用《IPCC国家温室气体清单指南(2006)》、《中国温室气体清单研究》、投入产出分析方法和生命周期评价方法, 对西北地区居民家庭生活碳排放情况进行了评估分析. 研究发现: 西北地区人均生活碳排放只有2.05 tCO₂/(人 年); 生活碳排放主要来源于煤炭、电力和食品消费, 化石燃料消费所产生的直接碳排放占39.29%, 电力等家庭消费活动所产生的间接碳排放占60.71%; 生活碳排放主要受地理环境、家庭规模、经济收入、年龄结构等因素影响, 不同省区和城乡人口之间的排放量存在一定差别.     

史前时代人类向青藏高原扩散的过程与动力

青藏高原是对人类生存最具挑战性的地区之一,研究史前人类向青藏高原扩散的历史及其主要的影响因素,对认识和理解人类对高寒缺氧极端环境的适应机制具有重要价值。通过青藏高原史前遗址的测年分析和动植物遗存的鉴定,结合古气候研究的最新进展,显示史前人类向青藏高原的扩散主要经历了三个阶段：旧石器人群在距今15 000年之前到青藏高原季节性游猎;新石器人群距今5 200年后大规模定居到青藏高原海拔2 500 m以下的河谷地带;距今3 600年后人类永久定居至海拔3 000 m以上地区。气候变化对狩猎采集人群在高原的活动有重要影响,而新石器-青铜时代欧亚大陆农业发展与传播是促使人类向青藏高原大规模扩张和定居的最主要因素。