秋季喀拉海海冰对2020和2021年12月京津冀冷暖反相的影响

京津冀2020年12月气温异常偏低,而2021年12月异常偏高。这两年冬季均处在拉尼娜背景下,但秋季喀拉海海冰异常有明显差异,可能是京津冀这两年12月气温异常潜在的外强迫信号。这2年秋季喀拉海海冰通过中高纬温度经向梯度差异引起大气环流异常,进而导致京津冀12月气温异常。2020年秋季喀拉海海冰异常偏少,导致12月西伯利亚高压偏强,乌拉尔山阻塞高压亦偏强,欧亚地区为典型的经向环流,造成京津冀12月气温异常偏低,而2021年的秋季海冰和12月环流形势均与2020年相反。

巴伦支海和喀拉海区域海冰变化关键过程及热力响应

巴伦支海和喀拉海区域是北极海冰变化最显著的地区之一,由于该区域海冰厚度和海冰流速观测数据的不完整,对于巴伦支海和喀拉海区域海冰体积时空变化特征的认识还不够完善,对引起该区域海冰变化的关键过程及海冰对热力学因素的响应理解也不够清晰。本研究综合利用1991—2019年海冰流速和海冰厚度再分析数据与海冰流速模式数据,定量分析了巴伦支海和喀拉海区域海冰变化的主要贡献来源。结果表明,相较于外部的海冰输运变化,局地海冰变化贡献是该区域海冰总体积变化的关键过程。外部海冰的贡献主要由斯瓦尔巴群岛与北地群岛之间的海冰向外输出增加和内向输入减少共同作用引起。在局地海冰变化中,海冰体积减小主要由喀拉海和巴伦支海北部以及喀拉海南部海冰厚度减小所致。区域内海冰分别和海表温度以及地表气温呈现较为显著的负相关性变化。海冰与海表温度高相关性区域的分布与海表温度增暖较快的区域相一致,春、夏季主要位于巴伦支海,秋、冬季扩大至巴伦支海和喀拉海大部分区域。海冰与地表气温之间的平均相关系数高于与海表温度的相关系数,高相关性区域的分布与海冰厚度减小明显的区域分布相似。

末次盛冰期以来巴伦支海-喀拉海古海洋环境及海冰研究进展

巴伦支海-喀拉海是北冰洋最大的边缘海,能够对环境变化做出快速的响应和反馈,是全球气候变化最为敏感的区域之一,其古海洋环境演变及海冰变化研究是全球气候变化研究的重要组成部分。末次盛冰期以来,该区域的古海洋环境受到太阳辐射、海流强度、海平面变化、温盐环流和河流输入等因素影响发生了一系列不同尺度的波动。巴伦支海受到北大西洋暖水和极地冷水两大水团相互作用的影响,在水团交界处(极锋)由于不同水团性质的差异,导致其海水温度、盐度及海冰发生剧烈变化。而喀拉海则受到叶尼塞河和鄂毕河大量淡水输入影响,海流系统较巴伦支海相对复杂,沉积物主要来源于河流输入的陆源物质,并可以通过磁化率的分析明确区分两条河流的陆源物质。由于受到冷水和暖水的相互作用,巴伦支海-喀拉海海冰变化迅速,并且在全新世中晚期存在0.4 ka和0.95 ka的变化周期,但海冰变化的影响因素并不是单一的,而是气候系统内部各因子相互作用的结果。目前古海冰重建研究工作主要为定性研究,定量研究相对较少,所选用的重建指标也相对单一,另外存在年代框架差、分辨率低等不足。本文以巴伦支海和喀拉海为中心,总结了其快速气候突变事件、古温度盐度、海平面及海冰的变化,对影响因素进行了探讨,并通过分析末次盛冰期以来古海洋环境研究的不足,提出了相应的展望。

冬季亚洲中纬度极端低温事件与巴伦支—喀拉海异常增暖的关系及联系机制

利用1979~2019年NCEP-DOE再分析资料,分析了亚洲中纬度冬季极端低温事件发生频次与巴伦支—喀拉海异常增暖的联系及可能机制。研究表明:巴伦支—喀拉海异常增暖通常对应西伯利亚高压异常增强及亚洲中纬度极端低温频发。进一步分析发现,伴随巴伦支—喀拉海异常增暖,新地岛、乌拉尔山附近出现位势高度正异常,在位势高度正异常的东侧、南侧对应显著的冷平流及下沉运动异常,并在近地面出现异常辐散气流,使得西伯利亚高压增强且向东南延伸。热力学方程诊断的结果表明:西伯利亚高压异常南侧东北风导致的异常冷平流、偏东风异常经过地形造成的异常上升运动以及辐射、感热、潜热交换造成的异常非绝热冷却导致亚洲中纬度近地面温度季节循环振幅增大,有利于极端低温频发。

乌拉尔阻塞与巴伦支-喀拉海海冰的季节特征及其相关关系

本文采用经验正交函数分析、线性回归、相关性分析等方法对1982—2017年乌拉尔阻塞(UB)与巴伦支-喀拉海(BKS)海冰季节特征及其相关关系进行分析发现,UB活动频率与BKS海冰密集度均有较强的季节性周期变化,且不同季节BKS海冰与UB相关性不同。进一步对秋季UB与冬季BKS海冰的相关关系分析发现:秋季UB频率在BKS及其周边区域增多的年份里,秋季到冬季结冰期内,局地BKS海域500hPa位势高度持续增加、低层大气温度持续升高;同时,秋季BKS海域海表面温度异常增暖持续至冬季。上述海洋、大气条件不利于结冰期BKS海冰的冻结,因此这些年份里冬季BKS海冰密集度减少。此外,秋季BKS海冰减少也伴随着冬季UB高纬度频率增加。

2016年喀拉海和巴伦支海浮游植物水华的时空变化

利用美国雪冰中心(NSIDC)海冰密集度、NASA Ocean Color叶绿素a(Chl-a)和光合有效辐射(PAR)、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)海水表面温度(SST)以及欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的光照时长等数据,分析了2016年喀拉海和巴伦支海开阔水域面积月变化特征,以及Chl-a浓度和净初级生产力(NPP)的时空变化。计算得出了浮游植物水华发生的时间与长度,探讨了水华与开阔水域面积、Chl-a浓度、SST、光照时长以及PAR的关系。结果表明,2016年喀拉海和巴伦支海始终存在开阔水域,其变化趋势与北极整体变化趋势一致。Chl-a浓度与NPP变化相似,均在5月、7月和10月达到极大值。2016年浮游植物水华发生了10次,共计持续185天。浮游植物水华受多种因素共同影响,与开阔水域面积、Chl-a浓度、SST、PAR以及光照时长均为正相关关系。Chl-a与NPP几乎是同步关系,SST和开阔水域面积变化滞后NPP,而PAR和光照时长变化先行NPP。

北极圈内喀拉海优快建井技术研究

北极海域极寒环境下,海上钻井面临时间窗口窄、浅层危害大,地层情况不明,温度低、海况差、补给困难等诸多挑战。但是,这些"困难和挑战"完全可以通过高效的钻井组织效率、浅层危害物识别与控制、井身结构的优化设计、提高钻进过程中的机械钻速、寒带水下井控保障等手段来缩短建井周期,提高建井效率,使得我国在北极进行钻井成为可能。本文以列宁格勒(Leningradskoye GCF)3#井(简称L3井)为例,研究了北极极寒海域建井的困难和解决措施,为北极资源的开发提供借鉴。

喀拉海西南部表层沉积物中粘土矿物的分布

喀拉海西南部表层沉积物中粘土矿物的分布Ｅ．Ｃ．ＩＩＩｅЛｅｘоＢａ等喀拉海表层沉积物中的粘土矿物研究得很差。仅报道过粘土矿物的分布，及查明了喀拉海西北部圣·阿纳海沟深海沉积物中粘土矿物的含量（Ａｎｄｒｅｗ等，１９７４）。本文的目的是查明喀拉海西南部表...

喀拉海有机质来源的稳定碳氮同位素指标

碳、氮稳定同位素比值（δ^12C、δ^15N）通常被用来判识有机质来源和演化过程。在此，我们讨论了鄂毕河、叶尼塞河口和喀拉海（北冰洋）的悬浮物和沉积物中的稳定同位素数据，以便考察它们是如何受河流径流的季节和年际变化、冰覆盖率以及生物活动的影响。研究表明碳、氮稳定同位素比值向滨外方向逐渐增大，δ^13C与海水盐度正相关。各年度悬浮物数据之间的差异揭示δ^13C值的各种调整过程，如偶然性的浮游生物大量繁殖、河流端元和年径流量的变更。尽管表层海水中悬浮物的δ^13C与海水盐度相关性的变化类似于无冰期表层沉积物的δ^13C与平均盐度相关性的变化。然而，沉积物的613C值则偏高2．2％o。由于深水中下沉颗粒的613C值与沉积物的813C值大致相同，因此利用沉积物的613C值与盐度的相关性可以重建距今10000a期间的叶尼塞河口的古盐度。

苏联从巴伦支海扩展到喀拉海的勘探成就

苏联在北极圈海上的成功勘探,已从巴伦支海扩展到环境更加恶劣的邻近的喀拉海。最近由莫斯科当局和非官方的石油界人士透露:亚马尔半岛喀拉海大陆架的浅水区可能拥有世界上最大的巨型和超巨型的海上气田集中区。毫无疑问,在喀拉海第一个气田发现的天然气储量超过了苏联已开发的里海、黑海和鄂霍次克海近海区的总和。鲁萨诺夫斯考耶气田是喀拉海发现的第一个气田,发现于1989年。

北冰洋喀拉海的铁锰结核

在喀拉海薄饼状铁锰结核中主要由钠水锰矿（布塞尔矿－１）组成的含铁层和主要由似细菌状原生氢氧化铁颗粒形成的含铁层互层。在研究这些浅海成岩结核的矿物学，结晶化学和化学成分的基础上可以推测，它们形成于度层水活动性的周期性变化，妈海底沉积物堆积及其被底流冲刷交替出现的条件下。

喀拉海沉积物中高度分散的矿物

喀拉海沉积物中高度分散的矿物З．Н．ГорＧунова近年来北极海吸引了广大研究者的注意。这些海盆由于很难进入，所以至今研究程度不够。但正是在这些地方，有可能解决许多气候学、生态学、古海洋学等基础问题。喀拉海沉积层的岩石—矿物学研究是这一研究计划的一...

巴伦支海-喀拉海油气区的地质演化-俄罗斯自然资源部全俄地质研究所、挪威地质研究所，挪威石油管理局，挪威海德罗石油公司共同参与的综合研究项目

GeoBase项目的主要目标是创建巴伦支海和喀拉海油气区的构造地层和古地理模式。该项目应用了俄罗斯和挪威已有的地质、地球物理数据和各学科的综合解释成果，包括潜在油气区的资料、布置适当的地震测线，再用深、浅钻孔资料和周围的露头做校正，等等。本次研究建立了巴伦支海、北伯朝拉地区和喀拉海大地构造、地质结构和古地理格架。这项综合性研究至关重要，是了解油气源岩和潜在储层空间分布的科学方法，又是鉴别巴伦支海油气成藏的基础。

不同类型ENSO事件对初冬北极海冰的影响

基于1951—2019年NCEP/NCAR再分析资料、Hadley环流中心海温、海冰密集度资料,通过合成分析和诊断温度异常方程,研究不同类型ENSO对初冬北极海冰的影响。结果表明,EP La Niña发展年初冬(11—12月),巴伦支—喀拉海海冰异常减少;CP La Niña发展初冬,巴伦支—喀拉海海冰异常增加。EP和CP型El Ni1o对初冬北极海冰的影响类似:格陵兰海海冰异常减少,而哈德逊—巴芬湾海冰异常增加。不同类型ENSO对初冬北极海冰的影响主要通过产生不同的大气遥相关,引起同期和前期的海表气温异常而实现。

北极喀拉海工程海冰冰情特征统计分析

本文基于ICDC海冰密集度、冰厚及NSIDC冰速数据,分析了喀拉海工程海冰时空变化特征,并采用ECMWF大气强迫资料,进一步分析了影响喀拉海冰情的热力与动力因素。结果显示,喀拉海海冰冰情总体呈现由重变轻趋势;海冰时空变化显著,存在8个月的高密集度完全冰封期,冬季月份全海域冰厚高于60cm,夏季西南部冰厚低于20cm,冻结快,融化慢;油气代表点处冰厚频率分布呈双峰状,常冰向及强冰向以NW、NNW及SSE方向为主;冬季积温是决定融冻期海冰覆盖率特征和增长期冰厚指数的主要因素;自2005年起,喀拉海夏季几近无冰,经向风场与海冰覆盖率开始存在相关性。

喀拉陆架晚第四纪沉积物物理性质及其形成条件

研究了喀拉海陆架沉积物的物理性质，该陆架沉积在很大程度上受制于沉积物沉积的自然环境。沉积物的物理性质形成条件及其性质的多样性是由许多因素决定的，其中主要是气候、新构造和古地理条件。物理性质的时间和空间在很大程度上由陆架地貌格局和物质沉积的具体条件所控制，沉积物成因类型和沉积相（环境）之间是协调一致的。

北方海航道上的冲突事件(下)

“北风”号事件 1965年夏，美国将北极调查重点集中在巴伦支海和喀拉海，美国海岸警卫队破冰船“北风”号承担调查任务。6月15日美国宣布船只从喀拉海经维利基茨基海峡进入拉普捷夫海，苏联立即发出抗议，反对“北风”号进入苏联领海，美国最终放弃了维利基茨基海峡穿行。但美国的北极调查依然继续。