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楚科奇海融冰期热收支的数值模拟

科学通报 2019年第33期64卷 3485-3497页

作者：王雅丽罗晓凡张永莉秦钰赵伟郑字佳聂红涛魏皓天津大学海洋科学与技术学院

楚科奇海海冰剧烈变化对极地生态系统及碳循环过程具有重要影响.基于1/4°(经纬度)水平分辨率的北大西洋-北冰洋-北太平洋海洋-海冰耦合模式(简称NAPA1/4)在1994~2015年的模拟结果,本文估算了楚科奇海融冰期的热收支,并揭示了海(冰)面... 详细信息

楚科奇海海冰剧烈变化对极地生态系统及碳循环过程具有重要影响.基于1/4°(经纬度)水平分辨率的北大西洋-北冰洋-北太平洋海洋-海冰耦合模式(简称NAPA1/4)在1994~2015年的模拟结果,本文估算了楚科奇海融冰期的热收支,并揭示了海(冰)面净热通量和太平洋入流热通量在楚科奇海融冰过程中的相对贡献.结果表明:楚科奇海融冰期间的海冰体积变化主要由热力过程调控的海冰融化导致,且冰底融化占优.在海冰快速融化的6~8月,海冰表、底融化速率的相对强度受海冰密集度影响存在空间差异,在密集度大于80%的海区,冰表融化占优,反之冰底融化速率远高于冰表.冰面净热通量是冰表融化的热驱动,平均约60%的冰面净热通量用于冰表融化.冰底融化消耗的热量则主要来自海面净热通量以及太平洋入流所携带的热量;融化初期和盛期,海面净热通量贡献占优;后期和末期则主要受太平洋入流热通量的影响,且该影响可持续作用至结冰早期,抑制冰底冻结速率.在整个融冰期,进入研究区域水体的总热输入中,约67%由太平洋入流贡献.总热输入中约58%的热量用于海水增温,冰底融化吸收的热量约占28%,向下游海区输运的热量仅占14%.年际变化的相关性分析表明,相对于融冰期海面净热通量,太平洋入流热通量对楚科奇海海冰面积年际变化的影响更为显著.

关键词：海冰融化热收支太平洋入流楚科奇海

锰细菌在加拿大海盆、楚科奇海沉积物中的分布

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环境科学学报 2008年第11期28卷 2369-2374页

作者：高爱国陈皓文厦门大学海洋与环境学院海洋学系厦门361005 近海海洋环境科学国家重点实验室厦门361005 国家海洋局第一海洋研究所青岛266061

用平板法分别在4℃和25℃时对北极加拿大海盆和楚科奇海10个沉积物岩芯中的锰细菌进行培养,并测定了检出率和含量.分析结果表明,4℃与25℃温度下培养的锰细菌含量范围均为(-)～3.3×108个.g-1,锰细菌平均检出率分别为77.78%、86.03%,平... 详细信息

用平板法分别在4℃和25℃时对北极加拿大海盆和楚科奇海10个沉积物岩芯中的锰细菌进行培养,并测定了检出率和含量.分析结果表明,4℃与25℃温度下培养的锰细菌含量范围均为(-)～3.3×108个.g-1,锰细菌平均检出率分别为77.78%、86.03%,平均含量分别为5.60×106、7.91×106个.g-1;该结果高于太平洋深海沉积物中的锰细菌含量,比北极阿拉斯加淡水湖湖水中的锰细菌含量高1个数量级,比印度洋海岭CarlsbergRidge区热水区海水样品中的锰细菌含量高3个数量级,证实寒冷北极海同样广布锰细菌.对锰细菌在不同水深、经纬度以及沉积物深度中的分布进行了讨论;结果表明,锰细菌检出率随沉积物深度的增加而增大,含量变化呈现浅层少、下层多之势;纬度分布范围较大,并显出有扩大的趋势.水深对沉积物中锰细菌也有一定影响.尽管锰细菌对温度有较强的适应能力,环境温度的升降对本研究区锰细菌具有双重作用.

关键词：锰细菌北极加拿大海盆楚科奇海沉积物岩芯

楚科奇海附近表层沉积物中类脂生物标志物的分布特征和意义

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海洋学报 2010年第2期32卷 106-117页

作者：白有成陈建芳李宏亮邢磊金海燕赵美训国家海洋局第二海洋研究所国家海洋局海洋生态系统与生物地球化学重点实验室浙江杭州310012 国家海洋局第二海洋研究所浙江杭州310012 中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100

多参数生物标记物法已被广泛用于重建浮游植物生产力和种群结构，研究了2003年夏季我国二次北极考察时采集的楚科奇海表层沉积物样品中浮游植物生物标志物的比例变化及其作为浮游植物种群结构替代指标的潜力。观测海区表层沉积物中菜子... 详细信息

多参数生物标记物法已被广泛用于重建浮游植物生产力和种群结构，研究了2003年夏季我国二次北极考察时采集的楚科奇海表层沉积物样品中浮游植物生物标志物的比例变化及其作为浮游植物种群结构替代指标的潜力。观测海区表层沉积物中菜子甾醇、甲藻甾醇、长链烯酮的总含量为20～3149ng／g，平均值为1010ng／g，生物标志物总量分布表明南部的楚科奇陆架海域生产力明显高于北部海台区，不同站位的菜子甾醇和甲藻甾醇相对比例有明显变化，但都显示菜子甾醇占优势，楚科奇海陆架的站位中都是硅藻为主，菜子甾醇占生物标志物总量的比例为42％～74％，甲藻甾醇占生物标志物总量的比例为17％～37％，在海台区仍然是硅藻占优势，但是甲藻和颗石藻的比例有了很大的提高，加拿大海盆的4个站位中以甲藻和颗石藻为主，硅藻并非加拿大海盆的优势种群。这与用显微镜下鉴定得到的硅藻和甲藻分布趋势相似。研究结果为生物标志物作为浮游植物种群结果替代指标并为利用柱状样中的生物标志物研究古生态提供现代依据。

关键词：生物标志物表层沉积物楚科奇海浮游植物种群结构

楚科奇海R12a沉积柱状样500年以来生物标记物记录

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沉积学报 2010年第4期28卷 768-775页

作者：白有成陈建芳李宏亮金海燕张海生王奎邢磊赵美训国家海洋局第二海洋研究所国家海洋局海洋生态系统与生物地球化学重点实验室杭州310012 中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100

通过多参数生物标志物法对取自中国第二次北极考察的R12a岩心顶部40 cm样品进行了浮游植物和种群结构变化的研究,获得了500 a以来浮游植物初级生产力和种群结构变化信息。结果表明:R12a岩心在过去的500多年来,所记录的海洋初级生产力呈... 详细信息

通过多参数生物标志物法对取自中国第二次北极考察的R12a岩心顶部40 cm样品进行了浮游植物和种群结构变化的研究,获得了500 a以来浮游植物初级生产力和种群结构变化信息。结果表明:R12a岩心在过去的500多年来,所记录的海洋初级生产力呈上升趋势,单一藻类的生产力总体上也呈现上升趋势。浮游植物种群结构主要表现为颗石藻相对含量下降,硅藻相对含量上升,甲藻没有明显的波动,这可能与北太平洋水输入决定的楚科奇海营养盐结构及夏季海冰覆盖变化有关。

关键词：生物标志物海洋初级生产力种群结构楚科奇海

楚科奇海表层沉积物的生源组分及其对碳埋藏的指示意义

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海洋学报 2008年第1期30卷 165-171页

作者：李宏亮陈建芳金海燕金明明于晓果张海生国家海洋局第二海洋研究所国家海洋局海洋生态系统与生物地球化学重点实验室浙江杭州310012 国家海洋局第二海洋研究所国家海洋局海底科学重点实验室浙江杭州310012

1引言工业革命以来大气中CO_2浓度由280ppm剧增至375ppm，是导致全球气候变暖的主要原因。海洋作为大气CO_2的“汇”之一，每年可吸收人类释放CO_2气体总量的30％，对全球碳循环的收支平衡有重要作用。两极地区是CO_2的主要汇区，也是... 详细信息

1引言工业革命以来大气中CO_2浓度由280ppm剧增至375ppm，是导致全球气候变暖的主要原因。海洋作为大气CO_2的“汇”之一，每年可吸收人类释放CO_2气体总量的30％，对全球碳循环的收支平衡有重要作用。两极地区是CO_2的主要汇区，也是全球变化的重要反馈窗口。因此，了解碳在北冰洋的生物地球化学循环过程是十分必要的。

关键词：生源物质有机碳稳定同位素 C/N比值有机碳埋藏表层沉积物楚科奇海

楚科奇海及其邻近海域表层沉积物的元素地球化学特征

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海洋学报 2004年第2期26卷 132-139页

作者：高爱国韩国忠刘峰张德玉孙海青国家海洋局第一海洋研究所

1引言　　北极地区不仅具有丰富的矿产资源,而且在全球变化研究中具有极为重要的地位[1],同时由于其极端环境下的物理、化学作用与中低纬度有较大的差别,导致了这里的海洋地球化学过程的特殊性,因此在基础理论研究中也扮演着十分重要的... 详细信息

1引言　　北极地区不仅具有丰富的矿产资源,而且在全球变化研究中具有极为重要的地位[1],同时由于其极端环境下的物理、化学作用与中低纬度有较大的差别,导致了这里的海洋地球化学过程的特殊性,因此在基础理论研究中也扮演着十分重要的角色.1999年中国首次北极科学考察对位于北冰洋的楚科奇海及其邻近海域进行了沉积物取样,开展了地球化学研究,并已取得了部分成果[2-4].

关键词：元素地球化学表层沉积物楚科奇海矿产资源

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楚科奇海融冰过程中的海水结构研究

地球科学进展 2010年第2期25卷 154-162页

作者：赵进平史久新金明明李超伦矫玉田卢勇中国海洋大学物理海洋学重点实验室山东青岛266061 国家海洋局海洋生态系统和生物地球化学实验室浙江杭州310012 中国科学院海洋研究所山东青岛266071

楚科奇海是北冰洋的陆架海,中部凸起的Herald浅滩对海水流动和海冰融化过程有显著影响。利用我国1999年夏季北冰洋考察数据,讨论了楚科奇海海冰融化过程中的海水结构。结果表明,海区内存在2个相继进入的水团,一个是海冰覆盖期进入的阿... 详细信息

楚科奇海是北冰洋的陆架海,中部凸起的Herald浅滩对海水流动和海冰融化过程有显著影响。利用我国1999年夏季北冰洋考察数据,讨论了楚科奇海海冰融化过程中的海水结构。结果表明,海区内存在2个相继进入的水团,一个是海冰覆盖期进入的阿纳德尔水（AW）,具有低温、高盐、高硅酸盐的特点;另一个是海冰融化后进入的白令海陆架水（BSW）,具有高温、低盐、低硅酸盐的特点。在开阔水域,表层水温度达到7℃以上,高于当地气温,是当地太阳辐射的加热作用形成的。开阔海域的水体向冰下扩展,表层水温在1℃以上,形成冰下暖水区,加速了海冰的融化;Her-ald浅滩阻挡了海水的流动形成绕流,其北部处于绕流的死角,表层水温在-1℃以下,形成冰下冷水区。在开阔海域,上层海水的混合深度达到15~20 m,而渗入冰下的暖水深度小于5 m,体现了海冰对暖水渗入的阻滞作用。所有海冰覆盖站位10 m层的叶绿素-a含量都很高,表明冰下海水处于浮游植物大量繁殖的状态,有可能对海水吸收热量和海冰融化产生显著的影响。

关键词：楚科奇海海冰融化水团硅酸盐叶绿素-a

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楚科奇海悬浮体含量分布及其颗粒组分特征

极地研究 2014年第1期26卷 79-88页

作者：汪卫国方建勇陈莉莉吴日升余兴光国家海洋局第三海洋研究所福建厦门361005

对中国第四次北极科学考察在楚科奇海获取的悬浮体样品进行悬浮体及其颗粒组分特征的分析,旨在了解楚科奇海悬浮体分布、成因特征以及其沉积学意义。研究发现,楚科奇海中部悬浮体浓度最低,而在靠近白令海峡的南部海域和中北部海域,中下... 详细信息

对中国第四次北极科学考察在楚科奇海获取的悬浮体样品进行悬浮体及其颗粒组分特征的分析,旨在了解楚科奇海悬浮体分布、成因特征以及其沉积学意义。研究发现,楚科奇海中部悬浮体浓度最低,而在靠近白令海峡的南部海域和中北部海域,中下层海水中发现两个悬浮体浓度高值区。楚科奇海阿拉斯加沿岸和巴罗峡谷底层海水中,悬浮体浓度相对较高。扫描电镜分析结果显示,楚科奇海南部和中北部中下层海水中的悬浮体,主要以硅藻为主,但这两个海域的硅藻优势种明显不同。阿拉斯加沿岸和巴罗峡谷中的悬浮体,以生物碎屑为主。结合楚科奇海温度、盐度资料,楚科奇海南部和中北部高浓度悬浮体分别受经白令海峡夏季入侵的太平洋海水和楚科奇海冬季残留水的控制,而阿拉斯加沿岸和巴罗峡谷中下层的悬浮体,则受阿拉斯加沿岸流的控制。

关键词：楚科奇海悬浮体分布颗粒组分海洋环流

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楚科奇海夏季潮流和余流观测研究

海洋学报 2011年第6期33卷 1-8页

作者：王辉武陈红霞吕连港王道龙国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061 海洋气候研究中心山东青岛266061 海洋环境科学与数值模拟国家海洋局重点实验室山东青岛266061

根据2008年8月5日至9月7日在楚科奇海布放的一套锚碇潜标观测系统(71°40.024′N,167°58.910′W)获得的海流剖面资料研究了该海区的海流分布特征,重点探讨了潮流的垂向结构、余流剖面特征及海流的斜压性。结果表明:(1)该海域主要分潮... 详细信息

根据2008年8月5日至9月7日在楚科奇海布放的一套锚碇潜标观测系统(71°40.024′N,167°58.910′W)获得的海流剖面资料研究了该海区的海流分布特征,重点探讨了潮流的垂向结构、余流剖面特征及海流的斜压性。结果表明:(1)该海域主要分潮为半日潮M1,S2和N2,近日分潮O1,天文分潮MM和MSF,其中以M2为代表的半日分潮最为显著,所有半日分潮的潮流椭圆均呈逆时针方向旋转;(2)整个测流剖面内平均余流呈东北偏北流向,平均余流大小为6.6cm/s;(3)各层余流存在显著的垂向同步的周期性变化;(4)在8～11m范围内平均斜压动能较强,而18m以下平均斜压动能较弱,在11～18m范围内由上而下平均斜压动能不断减弱,平均斜压余流逐渐变小。

关键词：楚科奇海潮流和余流斜压流