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《海洋地质与第四纪地质》2021,(4)
北极地区对全球气候变化非常敏感,是研究古环境和古气候变化的关键区域。东西伯利亚海作为北极重要的边缘海之一,对东西伯利亚陆架和陆坡沉积物来源的研究将有助于加深对北极沉积环境和气候变化的认识。本文通过对东西伯利亚海西部LV77-36岩心沉积物中碎屑组分的主微量、稀土元素进行分析,阐述了各指标随年代的变化特征,并探讨了中全新世以来东西伯利亚海西部碎屑沉积来源的变化及其对古环境演变的响应。结果表明中全新世以来LV77-36岩心沉积物主要来源于勒拿河、因迪吉尔卡河、亚纳河和马更些河的河流输入,以及西伯利亚地台和新西伯利亚群岛的海岸侵蚀物质。与其他古气候参数对比发现,海冰和洋流的变化对源区物质在东西伯利亚陆架的分散和沉积有着重要的影响。全新世晚期由于楚科奇海海冰的增加、西伯利亚沿岸流的减弱和波弗特环流的增强,导致北美端元的物质贡献相较全新世中期有小幅度增加。 相似文献
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利用SO202-INOPEX航次在亚北极太平洋阿拉斯加湾获取的沉积物岩心,以及基于AMS14 C测年数据建立的年龄模式,开展了50kaBP以来放射虫的古海洋学研究,获得如下认识:(1)Cycladophora davisiana是阿拉斯加湾最具代表性的优势种放射虫,其次是Siphocampe arachnea和Acanthodesmia micropora;(2)对放射虫的统计数据进行Q型因子分析,提取出4个方差极大因子,可以代表不同的水团甚至是水体的混合作用,其中C.davisiana作为中层水团演化的替代性指标,对冰期-间冰期旋回和快速气候变化事件的响应较为敏感,其变化特征表明该区中层水团的演化主要受控于亚北极太平洋NPIW形成源区及其输送机制的变化;(3)基于放射虫标志种Ceratospyris borealis,Actinomma boreale/leptodermum和Rhizoplegma boreale的变化特征及其环境指示意义,认为50kaBP以来阿拉斯加湾上层海洋环境的变化具有阶段性:LGM之前,该区海洋表层生产力相对稳定,海冰消长与冰融水脉冲明显地响应于冰阶-间冰阶等气候旋回;LGM期间,受大陆冰盖、大气环流和海洋环流变化的综合影响,冰融水事件以及海冰持续增加、生产力明显下降的状况可能较少出现;LGM以来,在B-A和YD等快速气候变化事件的影响下,冰融水脉冲引起表层生产力快速增加,气候快速变冷则造成生产力急剧降低。 相似文献
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在全球变暖背景下,北极海冰覆盖面积持续减少,对全球的温盐环流、海洋生物化学过程和气候变化产生了深远的影响,研究北极古海冰的变化可以使我们对北极环境有全面的认识,更准确地预测其未来的变化规律。近十年来,一种新发展的海冰生物标志物IP_(25)(Ice Proxy with 25 carbon atoms)被广泛用于北极及亚北极的海冰重建。IP_(25)是北极冰藻产生的一种高度分化的单不饱和类异戊二烯(HBIs),能够稳定地保存在海洋沉积物中。自从IP_(25)被发现以来,越来越多的研究者对其指示海冰变化的应用进行了深入的研究。本文首先总结了重建古海冰的传统指标和限制性并介绍了IP_(25)指示海冰的原理、由定性到定量的发展以及存在的局限性。然后归纳了利用IP_(25)重建北极地区海冰分布和变化的实例研究,涵盖了北冰洋中心、陆架边缘海、河口以及亚北极地区不同空间海域,跨越了近现代、全新世、第四纪以及中新世不同时间尺度。其中,近现代的海冰重建结果与海冰的卫星观测数据取得了很好的相关性,为古海冰的重建提供了基础;古海冰的重建为数值模拟古气候以及预测未来海冰变化趋势提供了重要依据。 相似文献
4.
本文利用1951?2021年哈德莱中心提供的海冰和海温最新资料以及美国国家海洋和大气管理局气候预报中心提供的NCEP/NCAR再分析资料,分析探讨了北极海冰70余年的长期变化特征,进而研究了其快速减少与热带海温场异常变化之间的联系,揭示了在全球热带海洋海温场变化与北极海冰之间存在密切联系的事实。结果表明,北极海冰异常变化最显著区域出现在格陵兰海、卡拉海和巴伦支海。热带不同海区对北极海冰的影响存在明显时滞时间和强度差异,热带大西洋的影响相比偏早,印度洋次之,太平洋偏晚。热带大西洋、印度洋和中东太平洋海温异常影响北极海冰的最佳时间分别是后者滞后26个月、30个月和34个月,全球热带海洋影响北极海冰的时滞时间为33个月。印度洋SST对北极海冰的影响程度最强,其次是太平洋,最弱是大西洋。全球热带海洋对北极海冰的影响过程中,热带东太平洋和印度洋起主导作用。当全球热带海洋SST出现正（负）距平时,北极海冰会出现偏少（多）的趋势,而AO、PNA、NAO对北极海冰变化起重要作用,是热带海洋与北极海冰相系数的重要“纽带”。而AO、PNA和NAO不仅受热带海洋SST的影响,同时也受太平洋年代际振荡PDO和大西洋多年代际AMO的影响,这一研究为未来北极海冰快速减少和全球气候变暖机理的深入研究提供理论支撑。 相似文献
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北极海冰减少的气候效应研究 总被引：2，自引：0，他引：2
本文采用了OSU两层大气环流模式对特定的北极海冰进行数值模拟,研究北极海冰减少的气候效应.试验中海温一律取为气候平均值,北极海冰作为外强迫源影响大气,大气响应完全是环流内部调整的结果.本文对北极海冰减少后的大气环流特征进行了分析,特别是与中国的气温和降水之间的关系. 相似文献
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北极快速变化的生态环境响应 总被引：1，自引：0，他引：1
北冰洋由于其特殊的地理位置,成为全球变化响应最为敏感的地区。本文聚焦北极海冰变化幅度最大的西北冰洋,从营养盐、叶绿素、浮游植物群落和沉积碳埋藏等变化来讨论海洋生态环境对北极快速变化的响应。尽管太平洋北向流和北极周边河流输入加强可以增加西北冰洋上层营养盐储库,但由于夏季硅藻旺发向沉积物迁出大量生源元素,使得上层营养盐相对亏损,部分海域存在显著的氮限制和硅限制。随海冰减退,尽管夏末海盆区浮游植物呈现小型化趋势,但西北冰洋总体上浮游植物现存量和初级生产力呈现增高的趋势;伴随叶绿素极大层下移、北扩,以硅藻为代表的生物泵过程得以更高效的运转。在沉积物埋藏的有机碳中,除原先北冰洋生态系统占据重要比份的冰藻外,硅藻等藻类的有机碳埋藏也逐渐增加。西北冰洋海洋初级生产力的增加不仅促进了生物泵的运转和碳的埋藏,而且给海洋生态系统提供了更多的食物来源。北极海域目前已成为全球碳源汇格局变化最大、海洋生态系统改变最显著的地区之一。 相似文献
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北冰洋西伯利亚陆架海是北极气候快速变化最为显著的海域之一,而沉积硅藻作为极地海洋生态系统的重要组成部分,对环境变化具有敏感的响应。对楚科奇海、东西伯利亚海和拉普捷夫海表层沉积物开展了硅藻组成鉴定,利用典型对应分析方法分析了硅藻属种与1986～2015年环境变量之间的关系。结果表明,夏季和秋季海冰密集度、表层海水盐度是影响研究区表层硅藻分布特征最主要的因素。此外,根据表层站位与环境变量的典型对应分析,可将西伯利亚极地海域划分为4个区域,分别为海冰硅藻组合带、暖水硅藻组合带、沿岸硅藻组合带和混合硅藻组合带。这些表层站位的分区与相应区域的海流模式有明显的相关性,海冰硅藻组合带仅分布于研究区北部的高纬度地区;暖水硅藻组合带位于受白令水和太平洋海水的分支——阿拉斯加沿岸水影响为主的区域;拉普捷夫海南部的沿岸硅藻组合带则受到河流径流和西伯利亚沿岸流的强烈影响;混合硅藻组合带受极地冷水、海冰覆盖、太平洋暖水和陆地径流的共同影响。 相似文献
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北极海冰输出研究综述 总被引：1，自引：1，他引：0
北极海冰对全球气候变化起重要的指示作用。除了海水冻结和融化过程以外,通过弗拉姆海峡(Fram Strait)的海冰输出也是影响北极海冰质量变化的重要动力机制。观测数据中的多源卫星遥感数据(尤其是辐射计观测数据)在获取大尺度连续观测方面具有独特的优势,在研究北极海冰输出面积通量变化方面有着广泛应用。本文总结了北极弗拉姆海峡、其他通道(S-FJL、FJL-SZ、加拿大群岛、Nares海峡通道)海冰输出面积或体积通量,着重介绍了弗拉姆海峡不同年龄海冰输出情况,并总结和分析了影响北极海冰输运的大尺度大气活动模态。最后,本文阐明北极海冰输出方面现有研究的不足之处以及未来的突破方向。 相似文献
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近40年北极海冰范围变化特征分析 总被引：1，自引：0，他引：1
随着全球变暖,北极海冰正在发生快速变化。文中使用北极地区1972年1月—2012年12月海冰密集度卫星遥感资料,计算了北极海冰范围,讨论了北极海冰范围的各月年变化趋势,并分析了北极海冰范围与北半球温度异常、大气中CO2浓度的关系。分析结果表明:近40年北极海冰呈显著减少趋势,9月份减少最快;北极海冰的减少滞后于北半球2—4月的异常高温;北极年海冰范围与大气中CO2浓度为负相关,相关系数r为-0.94,说明大气中CO2浓度的增长影响了包括气温在内的气候变化要素,而导致北极海冰消退。 相似文献
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《海洋地质与第四纪地质》2015,(3)
<正>南北极是地球系统中的重要组成部分,是全球气候变化最显著、响应最敏感的区域,也是研究地球气候系统的关键区域,对现代和过去的全球气候变化起着极其重要的作用和影响。正如汪品先院士等提出的气候演变的冰盖驱动和热带驱动的"双重驱动"假说,高纬地区被认为是地球表层气候系统变化的"开关",而"西太平洋暖池"区是向高纬地区输送能量的热源和气候系统的"引擎",决定着全球的气候变迁。因此,深入开展南北极现代和过去的气候变化研究,将为验证高低纬度海区之间所谓的"大气桥梁与大洋隧道"提供证 相似文献
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The rapid decrease in Arctic sea ice cover and thickness not only has a linkage with extreme weather in the midlatitudes but also brings more opportunities for Arctic shipping routes and polar resource exploration, both of which motivate us to further understand causes of sea-ice variations and to obtain more accurate estimates of seaice cover in the future. Here, a novel data-driven method, the causal effect networks algorithm, is applied to identify the direct precursors of September sea-ice extent covering the Northern Sea Route and Transpolar Sea Route at different lead times so that statistical models can be constructed for sea-ice prediction. The whole study area was also divided into two parts: the northern region covered by multiyear ice and the southern region covered by seasonal ice. The forecast models of September sea-ice extent in the whole study area(TSIE) and southern region(SSIE) at lead times of 1–4 months can explain over 65% and 79% of the variances, respectively,but the forecast skill of sea-ice extent in the northern region(NSIE) is limited at a lead time of 1 month. At lead times of 1–4 months, local sea-ice concentration and sea-ice thickness have a larger influence on September TSIE and SSIE than other teleconnection factors. When the lead time is more than 4 months, the surface meridional wind anomaly from northern Europe in the preceding autumn or early winter is dominant for September TSIE variations but is comparable to thermodynamic factors for NSIE and SSIE. We suggest that this study provides a complementary approach for predicting regional sea ice and is helpful in evaluating and improving climate models. 相似文献
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Sources, pathways and sinks of particulate organic matter in Hudson Bay: Evidence from lignin distributions 总被引：1，自引：0，他引：1
Zou Zou A. Kuzyk Miguel A. Goi Gary A. Stern Robie W. Macdonald 《Marine Chemistry》2008,112(3-4):215-229
Hudson Bay is a large, estuarine, shelf-like sea at the southern margin of the Arctic, where changes in seasonal ice cover and river discharge appear already to be underway. Here we present lignin data for dated sediments from eleven box cores and evaluate sources of terrigenous carbon, transport pathways, and whether terrigenous organic matter has been influenced by recent environmental change. Lignin yields (0.04 to 1.46 mg/100 mg organic carbon) decreased from the margin to the interior and from south to north, broadly reflecting the distribution of river inputs. Lignin compositional patterns indicated distinct regional sources with boreal forest (woody gymnosperm) vegetation an important source in the south, vs. tundra (non-woody angiosperm) in the north. Lignin patterns suggest redistribution of a fine-grained, mineral-associated fraction of the southern-derived terrigenous carbon to the northeast part of the Bay and ultimately into west Hudson Strait with the Bay's cyclonic coastal circulation. A small component of the carbon makes it to the central basins of Hudson Bay but most of the terrigenous organic material in that area appears to derive from resuspension of older, isostatically-rebounding coastal and inner shelf deposits. Most modern plant debris appears to be retained near river mouths due to hydrodynamic sorting, with the exception of the southwest inner shelf, where these materials extend > 30 km from shore. Temporal changes in the composition of terrigenous organic carbon recorded in most of the southern Hudson Bay cores perhaps reflect increases in erosion and cross-shelf transport from coastal deposits, possibly mediated by change in ice climate. In contrast, temporal changes in the northwest may relate to changes in the supply of modern plant debris under recent warmer conditions. On the western shelf, changes may relate to ice climate and the distribution of northern coastal water and/or changes in the delivery of materials by the Churchill River due to water diversion. Although the cores show evidence of change related to the ice climate, there is little evidence that ice itself transports terrigenous organic carbon within the system. 相似文献
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《Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography》2009,56(17):1137-1143
The Western Arctic Shelf–Basin Interactions (SBI) project is a 10-year Arctic environmental change program. A major field campaign occurred in the spring, summer and fall seasons between 2002 and 2004. The SBI program was developed to investigate the production, transformation and fate of carbon on shelf and slope regions of the Chukchi and Beaufort seas and shelf–basin interactions with the Arctic Basin. This 2nd special issue documents many of the key findings, ranging from sea ice and hydrographic changes to water column and sediment dynamics and trophic level interactions during the core Phase II field program. The integration of these results with ongoing synthesis and modeling activities within the SBI program are illustrating the critical importance of this continental shelf environment to understand shelf–basin interactions and the ongoing changes being observed and forecasted in the marine Amerasian Arctic. 相似文献
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北极海冰正处于快速减退时期,北极海冰体积变化是全球气候变化的重要指示因子。本文利用两种卫星高度计数据（ICESat和CryoSat-2）反演得到的海冰厚度数据,结合星载辐射计提取的海冰密集度数据以及海冰年龄数据,估算了近期的北极海冰体积以及一年冰和多年冰体积变化。CryoSat-2观测时段（2011-2013年）与ICESat观测时段（2003-2008年）相比,北极海冰体积在秋季（10-11月）和冬季（2-3月）分别减少了1 426 km3和412 km3。其中,秋季和冬季的一年冰的体积增加了702 km3和2 975 km3。相反,多年冰分别减少了2 108 km3和3 206 km3。多年冰的大量流失是造成北极海冰净储量下降的主要原因。 相似文献
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Ecosystem dynamics of the Pacific-influenced Northern Bering and Chukchi Seas in the Amerasian Arctic 总被引：12，自引：0，他引：12
Jacqueline M. Grebmeier Lee W. Cooper Howard M. Feder Boris I. Sirenko 《Progress in Oceanography》2006,71(2-4):331
The shallow continental shelves and slope of the Amerasian Arctic are strongly influenced by nutrient-rich Pacific waters advected over the shelves from the northern Bering Sea into the Arctic Ocean. These high-latitude shelf systems are highly productive both as the ice melts and during the open-water period. The duration and extent of seasonal sea ice, seawater temperature and water mass structure are critical controls on water column production, organic carbon cycling and pelagic–benthic coupling. Short food chains and shallow depths are characteristic of high productivity areas in this region, so changes in lower trophic levels can impact higher trophic organisms rapidly, including pelagic- and benthic-feeding marine mammals and seabirds. Subsistence harvesting of many of these animals is locally important for human consumption. The vulnerability of the ecosystem to environmental change is thought to be high, particularly as sea ice extent declines and seawater warms. In this review, we focus on ecosystem dynamics in the northern Bering and Chukchi Seas, with a more limited discussion of the adjoining Pacific-influenced eastern section of the East Siberian Sea and the western section of the Beaufort Sea. Both primary and secondary production are enhanced in specific regions that we discuss here, with the northern Bering and Chukchi Seas sustaining some of the highest water column production and benthic faunal soft-bottom biomass in the world ocean. In addition, these organic carbon-rich Pacific waters are periodically advected into low productivity regions of the nearshore northern Bering, Chukchi and Beaufort Seas off Alaska and sometimes into the East Siberian Sea, all of which have lower productivity on an annual basis. Thus, these near shore areas are intimately tied to nutrients and advected particulate organic carbon from the Pacific influenced Bering Shelf-Anadyr water. Given the short food chains and dependence of many apex predators on sea ice, recent reductions in sea ice in the Pacific-influenced sector of the Arctic have the potential to cause an ecosystem reorganization that may alter this benthic-oriented system to one more dominated by pelagic processes. 相似文献
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基于CryoSat-2数据的2010-2017年北极海冰厚度和体积的季节与年际变化特征 总被引：2，自引：2，他引：0
北极海冰变化影响着全球物质平衡、能量交换和气候变化。本文基于CryoSat-2测高数据和OSI SAF海冰密集度及海冰类型产品,分析了2010-2017年北极海冰面积、厚度和体积的季节和年际变化特征,结合NCEP再分析资料探讨了融冰期北极气温异常和夏季风异常对海冰变化的影响。结果表明,结冰期海冰面积的增加量波动较大,海冰厚度的增加量呈明显下降趋势。融冰期海冰厚度的减小量波动较大,2013年以后融冰期海冰面积的减小量逐年增加。海冰体积的变化趋势和面积变化更相似,融冰期的减小速率大于结冰期的增加速率。融冰期北极海表面大气温度异常与海冰融化量正相关。夏季风影响海冰的辐合和辐散,在弗拉姆海峡海冰的输运过程中起关键作用,促进了北冰洋表层水向大洋深层的传输。 相似文献
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全球碳增汇需求高涨,海冰消退后的北冰洋被期待是一个主要的潜在碳增汇区。北冰洋太平洋扇区因受控于楚科奇海及其邻近海域较高的海洋固碳效率和碳深海封存量,在整个北冰洋碳循环中起着举足轻重的作用。开展该海域碳循环过程对环境快速变化的响应机制研究是实现北冰洋碳汇精准预测的基础。本文重点阐述了楚科奇海及其邻近海域碳循环过程（即海洋对大气二氧化碳的吸收、生物固碳、太平洋入流携带碳经陆架生物地化过程后向深海输出封存的陆架泵）对北冰洋环境快速变化的响应,并提出未来研究需要聚焦的关键科学问题。 相似文献