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基于北极理事会北极监测与评估计划(AMAP)工作组于2021年发布的“短寿命气候强迫因子(SLCFs)对北极气候、空气质量和人类健康的影响”科学评估报告,本文系统解读了黑碳(BC)、甲烷(CH4)、臭氧(O3)与硫酸盐(SO42-)气溶胶等短寿命气候强迫因子特征及其对北极气候变化的影响。报告指出:BC、O3和CH4共同促进了北极地区的快速变暖,而SO42-气溶胶对北极气候变化具有致冷效应,由此减缓了由CO2和SLCFs导致的部分增暖效应。全球人为源CH4排放量以及北极大气中的CH4含量持续增加,苔原退化、泥炭地融化、森林火灾频发等导致北极地区BC和有机碳气溶胶排放日益增多,气候变暖进一步导致更大范围且更加频繁的森林火灾和冻土退化,对BC与CH4等释放以及气候效应形成正反馈。因此,SLCFs减排将有利于北极地区生态环境的健康可持... 相似文献
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极地海冰的研究及其在气候变化中的作用 总被引：4，自引：2，他引：2
极地海冰作为全球气候系统的一个重要组成部分,通过影响大洋表面的辐射平衡、物质平衡、能量平衡以及大洋温、盐流的形成和循环而影响全球气候变化.从最初研究极地海冰的强度和承载力到目前海/冰/气相互作用全球气候耦合模型的建立,使海冰变化和全球气候变化紧密结合起来.这些研究领域主要有:海冰及其表层雪的物理特性和过程、海冰区域生态特征、海冰区与气候相关的反照率和物质平衡研究以及海冰气候耦合模型等大的领域.模拟显示,21世纪因为全球变暖,南北极海冰都将减少.海冰和全球气候系统其它要素之间的相互作用问题、极地海冰的厚度季节性区域性分布问题、极地海冰边界及范围变化趋势问题、生消关键过程及其影响因素问题、冰间湖的作用以及海气相互作用等将是未来重要的研究方向. 相似文献
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北极海冰减退引起的北极放大机理与全球气候效应 总被引：5，自引：1，他引：4
自20世纪70年代以来,全球气温持续增高,对北极产生了深刻的影响。21世纪以来,北极的气温变化是全球平均水平的2倍,被称为"北极放大"现象。北极海冰覆盖范围呈不断减小的趋势,2012年北极海冰已经不足原来的40%,如此大幅度的减退是过去1 450年以来独有的现象。科学家预测,不久的将来,将会出现夏季无冰的北冰洋。全球变暖背景下北极内部发生的正反馈过程是北极放大现象的关键,不仅使极区的气候发生显著变化,而且对全球气候产生非常显著的影响,导致很多极端天气气候现象的发生。北极科学的重要使命之一是揭示这些正反馈过程背后的机理。北极放大有关的重大科学问题主要与气—冰—海相互作用有关,海冰是北极放大中最活跃的因素,要明确海冰结构的变化,充分考虑融池、侧向融化、积雪和海冰漂移等因素,将海冰热力学特性的改变定量表达出来。海洋是北极变化获取能量的关键因素,是太阳能的转换器和储存器,要认识海洋热通量背后的能量分配问题,即能量储存与释放的联系机理,认识淡水和跃层结构变化对海气耦合的影响。全面认识北极气候系统的变化是研究北极放大的最终目的,要揭示气—冰—海相互作用过程、北极海洋与大气之间反馈的机理、北极变化过程中的气旋和阻塞过程、北极云雾对北极变化的影响。在对北极海冰、海洋和气候深入研究的基础上,重点研究极地涡旋罗斯贝波的核心作用,以及罗斯贝波变异的物理过程,深入研究北极变化对我国气候影响的主要渠道、关键过程和机理。 相似文献
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北极快速增暖背景下冰冻圈变化及其影响研究综述 总被引：1，自引：1，他引：0
北极具有独特的地理位置和战略地位,是当前全球变化研究的热点区域之一。北极增暖是全球平均值的两倍以上,被称为“北极放大”现象。在北极快速增暖背景下,冰冻圈尤其是海冰显著萎缩,对北极乃至中纬度天气气候产生深远影响。对北极快速增暖背景下冰冻圈主要要素（包括海冰、冰盖、冰川、积雪和冻土）时空变化特征及未来预估进行了综述,同时总结了海冰变化对北极气候系统（大气圈、水圈、岩石圈和生物圈）以及中纬度极端天气气候事件的影响。指出当前北极冰冻圈变化研究受观测资料缺乏及模式模拟不确定等问题限制,其机理及对中纬度天气气候影响机制仍存在争议。未来还需要加强北极地区的综合监测,提高模式对北极气候系统物理过程的模拟能力,进行多模式、多数据、多方法的集成研究。 相似文献
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自然科学基金资助下的我国冰冻圈科学发展 总被引：1，自引：0，他引：1
冰冻圈是指地球表层水以固态形式存在的圈层,包括冰川、冻土、积雪、海冰、河冰、湖冰等.作为一门新兴学科,冰冻圈科学研究其各组成部分的形成机理、演化规律、与其他圈层之间的相互作用,以及对经济社会的影响.在全球变暖背景下,冰冻圈研究受到前所未有的重视,成为气候系统研究中最活跃的领域之一,也是当前全球变化和可持续发展最关注的热点之一.中国是中低纬度地区冰冻圈最发育的国家,中国冰冻圈变化的气候效应、环境效应、水资源效应和生态效应非常显著,因此,对国家西部发展战略有重大意义.我国冰冻圈科学的发展与国家自然科学基金项目的支持息息相关,许多前瞻性、先导性、基础性的项目源自于基金项目的支持.国家自然科学基金在引领冰冻圈研究新领域和人才培养两方面起到了奠基和推动作用.着重回顾了在自然科学基金资助下我国冰冻圈科学的发展历程. 相似文献
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物候对全球变暖响应的研究综述 总被引：73，自引：4，他引：73
近100年来，尤其是在最近20多年，全球平均表面温度出现了显著上升，全球变暖已成为全球关注的重要问题。物候现象与气候等环境因素息息相关，物候对全球变暖的响应研究正在成为物候研究的一个新的热点领域，NDVI正日益成为植被对气候响应研究的重要手段。概述了当前物候对全球变暖响应研究的主要进展。基于实地动植物等物候观测和遥感监测的大量研究表明，近期动植物等物候正发生着显著变化：北半球中高纬度地区植被生长季延长、植物提早开花、昆虫提早出现、鸟类提早产蛋以及冰川退缩、永冻土带融化、江河湖泊结冰推迟而融化提早等，与气候变暖有密切关系，是对全球变暖的明显响应。目前国内的许多研究者在物候对气候变暖响应方面做了一些工作，但与国际研究进展相比，还有许多研究工作有待于进一步开展。 相似文献
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冰间水道是海冰区在风力和洋流作用下形成的线状断裂带。总结了冰间水道区域海洋—海冰—大气相互作用的物理机制和水道遥感的研究现状。冰间水道是极区海洋与大气间水热交换的重要窗口,是冬季产冰析盐和夏季融冰产生淡水的重要场所,也是极区动物赖以生存的栖息地和迁徙通道。利用水道与浮冰之间在反照率、表面温度、发射率和粗糙度等性质上的差异,可通过光学、红外和微波等多种遥感手段来识别和提取水道。随着北极海冰厚度的减小和季节性衰退的提前,波弗特海的水道宽度、面积和出现频率均呈现增加的态势。在北极海冰不断减少的态势下,未来需要结合现场和遥感观测重新评估水道表面能量收支及其对区域能量平衡的贡献,更准确地认识其在北极气候变暖放大效应中的作用。 相似文献
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在全球变暖的背景下,北极海冰在发生快速变化,海冰覆盖范围明显减小,厚度显著变薄,积雪/海冰—反照率正反馈机制在此背景下变得愈发重要。气候系统和单一海冰模式采用了从简单到复杂的海冰反照率参数化方案。首先对模式中的海冰反照率参数化进行了回顾,并结合对现有卫星反照率产品问题的分析,概述了前人对参数化的评估研究工作。在此基础上进一步讨论了气候模式中海冰反照率参数化方案存在的问题,一方面目前的反照率参数化对海冰融池和冰间水道等物理过程的考虑还不够完善,另一方面反照率参数化方案的发展受到观测数据可用性的制约。最后对参数化的发展方向进行了初步探讨。 相似文献
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以ISI Web of Science论文数据库为数据源,针对1900—2016年国际深时气候领域发表的论文,从文献计量学的角度,统计分析了论文发表的数量、国家以及国际Top 5%论文的主题和作者,着重分析当前古气候领域的研究热点以及我国在这一领域的影响力情况。结果显示:自20世纪90年代以来国际深时气候领域论文数量持续增长;国际古气候研究主要集中于古海洋事件、生物大灭绝事件与气候的联系、气候变化等方向;虽然按论文产出量排序,中国已进入深时气候研究的前列,但高影响研究成果的比例仍非常低。 相似文献
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气候变化显著影响北极地区的海陆环境,进而影响北极地区典型污染物的来源、传输与环境归趋。北极监测与评估计划(AMAP)近期发布的AMAP 2020评估报告《北极地区持久性有机污染物(POPs)和新污染物(CEACs):气候变化的影响》指出:(1)气候变暖导致北极冰冻圈内长期储存的污染物重新释放和再分配,北极地区随人类活动加剧产生新污染物排放;(2)气候变暖增强了POPs长距离迁移潜力,海洋“生物泵”过程的强化增加了POPs在深海水域的沉积存储;(3)气候变化产生自然环境变化与生物生态变化,进而影响北极食物网的污染物赋存状态和当地居民的暴露水平。该评估报告显示,气候变化对POPs和CEACs的影响十分复杂,相关机制仍有待深入研究。未来需要将更多具有POPs性质的化学品纳入监管,继续开展国家监测项目,加强跨学科交流与活动以及政府、学校、北极本地居民间的合作。 相似文献
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长时间序列北极海冰密集度遥感数据的比较评估 总被引：1，自引：1，他引：0
基于空间分辨率和精度更高的BLM海冰密集度数据集， 评估了两种时间跨度较长、 应用广泛的25 km分辨率海冰密集度遥感数据集——NSIDC数据集和SICCI数据集。两种数据集与BLM数据集的海冰面积变化趋势相同， 但均低于基于BLM数据集得到的海冰面积， 其中基于SICCI数据集得到的海冰面积更接近BLM数据集。相比于NSIDC数据集， SICCI数据集的年、 月平均和日海冰面积偏差分别低81.88%、 80.90%、 81.44%， 且其海冰密集度平均偏差为-3.28%， 低于NSIDC数据的4.36%， 因此在进行北极地区整体海冰面积及海冰密集度分析时应选用SICCI数据集。按纬度、 海冰密集度值分情况对两种数据进行比较， 发现NSIDC数据集对开阔水域和浮冰区的区分效果较差， 其在低纬度和低密集度区域的平均偏差分别为10.11%和13.13%， 而SICCI数据集的平均偏差达到0.05%和0.44%， 是研究低纬度和中低海冰密集度区域的首选数据。与之相对， NSIDC数据集对中高纬度高海冰密集区域， 特别是近北极点区域的反映能力优于SICCI数据集， 平均偏差为1.08%， 均方根偏差为7.76%， 因此进行中高纬度高海冰密集度区域分析时首选NSIDC数据集。对两类数据集在北极东北航道上的分段评估结果发现， 低纬度海冰边缘地带或中低海冰密集度区域占比较高的航段区， SICCI数据集更接近BLM数据集， 这些航段应使用SICCI数据集进行分析； 而在中高纬度高海冰密集度区域占比较高的航段区， NSIDC数据集更加贴合， 应为首选数据集。 相似文献
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基于FY-3 MWRI数据的北极海冰密集度反演研究 总被引：1，自引：1，他引：0
以ASI算法（ARTIST sea ice algorithm）为基础， 得到基于风云3C气象卫星（FY-3C）微波辐射计（MWRI）数据的纯水与纯冰系点值， 利用插值方法确定基于FY-3 MWRI数据的ASI海冰密集度计算公式， 采用大津法（Otsu算法）得到基于MWRI数据的天气滤波器阈值。以2016年1月数据为例， 对北极海冰密集度进行反演， 并与美国国家冰雪数据中心（NSIDC）以及德国不莱梅大学提供的海冰密集度产品进行对比验证。结果表明： 基于MWRI数据得到的1月平均海冰面积以及平均密集度均介于二者之间， 其中平均密集度与不莱梅产品更接近， 仅相差1.310%。与风云卫星空间分辨率为250 m的中分辨率光谱成像仪（MERSI）数据得到的结果进行对比， 发现二者的海冰外缘线基本一致， MERSI数据得到的海冰密集度以及海冰面积比MWRI数据得到的结果分别高出5.029%、 9.318%。因此， 应用该方法可有效推进MWRI数据反演北极海冰密集度， 进而监测北极海冰分布和变化。 相似文献
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海冰变化与全球气候、 生态系统和人类活动密切相关， 海冰厚度是海冰变化研究的重要参数之一。全面立体高精度观测海冰厚度的最有效手段是航空遥感， 而冰桥计划（IceBridge）是当前南北极最大的航空遥感工程。基于2009 - 2014年冰桥计划的激光雷达高程数据和数字测图系统相机光学影像对南极别林斯高晋海的海冰厚度进行研究， 并结合降雪量等气象数据探讨该区域海冰厚度变化的原因。研究发现该海域的海冰厚度在2009 - 2014年间整体呈微弱增长趋势（0.07 m·a-1）， 但是在95%置信水平下不具有显著性。2009 - 2011年呈现先增加后减少的大幅度变化， 其中2010年达到极大值2.42 m， 之后开始缓慢增加。海冰厚度的年际变化与降雪和近地表温度等气象要素相关， 二者相比较而言降雪为主要影响因素。 相似文献
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海冰在全球气候系统中扮演着重要角色。在中国第二次北极科学考察中，使用3D雷达探测结合冰钻进行海冰测量。雷达剖面上可清楚识别冰-水界面，与冰钻测量结果较好地吻合。雷达3D图像清晰显示了冰底界面在3D方向的起伏变化以及冰内构造的空间展布情况。对三维探测区域内海冰厚度统计显示，所测冰盘的平均厚度为4．15m，较厚的区域位于左下角，最大厚度约为6．4m，较薄的区域是在中央和左上角区域，最小的厚度小于3．0m。经过进一步计算可提供如海冰上下表面面积、海冰体积等参数，为遥感和数值模拟提供地面校核数据，也为海冰形成机制和动力作用过程研究提供佐证和依据。 相似文献
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北极海冰与全球气候变化 总被引：7，自引：2，他引：7
最近有关北极海冰在全球气候系统中作用的研究发现，北冰洋边缘海域大洋深水的形成与海冰发育有关，海冰冻融过程对盐度层结具有重要影响，海冰变化可引起盐度突变层的灾变和热盐环流的突然停止，热盐环流的变化与北大西洋海冰１０年际变化相联系，北大西洋气候的不稳定性与热盐环流变化密切相关。北极海冰－海洋－大气间耦合作用，使北极海冰构成了北大西洋和全球气候反馈循环中的重要环节。 相似文献
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南北极是研究全球变化的关键区域。＂十一五＂期间我国在南极地区系统开展了东南极冰盖/冰架变化监测与预测技术研究,对认识全球气候变化具有重要作用。通过项目实施,建立和发展了一批现场观测体系,发展了冰盖观测新技术并集成应用于东南极冰盖的综合观测,拓展了对冰穹A地区的新认识和新发现;在冰穹A边缘地区钻取的一支浅冰芯恢复了过去约780年的气候记录,记录了东南极地区存在小冰期的明显证据;发展了东南极冰盖积累和等时年层流动模型,研究在冰盖浅层、中层和深部的变化特征,反演了冰穹A地区的古积累率分布。本文概要介绍该项目基本情况。 相似文献
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1936—2017年北极勒拿河流域气候变化及其对径流的影响 总被引：2，自引：2，他引：0
北极河流径流的变化会影响海冰热力过程和海洋温盐环流。基于全球降水气候学中心（GPCC）及俄罗斯水文气象部提供的1936—2017年间的气温、 降水和径流数据， 分析了北极勒拿河（Lena River）流域近80年来的气候和径流变化特征， 并探究了气候变化对径流的影响。通过分析得出： 研究期内勒拿河流域气温上升0.18 ℃·（10a）-1， 降水量增加率为4.7 mm·（10a）-1， 径流增加399 m3·s-1·（10a）-1。各个季节的径流均呈增加趋势， 其中春季径流增加最为明显， 冬季次之。春季径流的增加主要是由春季气温升高所致的积雪加速消融造成的， 其次是春季降水的补给。夏、 秋季径流增加的主要原因是降水的贡献， 气温升高加剧蒸发反而使径流减少。冬季径流的增加， 是由于气温升高导致冻土退化或活动层厚度增加， 促进更多冻结水进入径流过程， 致使径流增加。 相似文献
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南极和北极地区在全球变化中的作用研究 总被引：23，自引：1，他引：23
近半个世纪的调查基本揭示了极地在地球系统中的作用。两极保持了世界 99%的冰川 ,相当于全球淡水的 78% ,全部融化将使地球海平面上升 70m。极区又是世界气候系统中最活泼的组成 ,通过其冰盖、大气和周围海域的强烈耦合过程而影响全球。同时 ,南极上空臭氧空洞的出现 ,北极地区冻土带的北移等都表明全球变化也在明显地影响着两极。中国 2 0年来对南极的考察过程中 ,建立两个南极科学考察站 ,拥有极地考察破冰船 ,1999年开展了中国首次北极科学考察 ,对南北极的区域特征及其在全球变化中的作用提出了新的认识。 相似文献