中国南极考察航线上气旋大风过程统计分析

综合使用“雪龙”号走航气象观测数据、SeaSpace极轨卫星云图、ERA-Interim再分析数据,研究了中国第19~34次南极考察航线上由南大洋气旋导致的气旋大风过程,分析了其发生数量及时间间隔、强度和空间分布等特征,探讨了气旋大风发生间隔与南极涛动的关系。南大洋气旋对中国南极考察航线影响频繁且强烈,气旋大风过程数量与航次时长呈显著正相关,平均而言每个航次出现约18(4)次气旋大风过程(强过程),平均每间隔6.5(30)天就出现一次;气旋大风过程中,过程风速平均达8级,最大可达12级。但气旋大风过程的数量、发生时间间隔、最大风速都存在较为明显的航次差异。气旋大风过程时间间隔与南半球夏季南极涛动指数呈负相关,且对于发生在55°S以南的过程负相关更为显著;南极涛动通过调整中高纬度风压带强弱,并影响气旋活动数量和活动区域,进而影响考察航线上气旋大风过程发生数量和频率。气旋大风过程可以发生在南大洋和极区内的任意航段,其中以45°~60°S绕极西风带内发生最为频繁,尤其易出现在气旋中心及其北侧与副热带高压配合产生的强梯度风区内。在4个重点考察海域中,由于阿蒙森低压的存在,阿蒙森海气旋大风过程和强过程发生最为频繁,其次是南极半岛海域,而普里兹湾和罗斯海气旋大风过程频率明显低于前两个海域,由于罗斯海最为偏南,不易受到气旋大风过程影响。

南极考察航线大气微、痕量气体观测:数据质量评估/控制与分析

在远洋航船上开展大气成分观测易受到来自航船燃油发动机排放污染。基于2020年1-4月“北京”号考察船南极考察航线微量(CO_(2))和痕量(CO、O_(3)、CH_(4)和N_(2)O)气体浓度(体积混合比)观测分钟级数据,提出根据CO、CO_(2)测量值开展数据质量评估与控制(QA/QC),并给出了南极考察航线上大气微、痕量气体分布特征。结果表明,以CO或CO_(2)单独示踪均能标识出数据的部分局地污染时段,但CO/CO_(2)比值对确定高污染时段的CO或CO_(2)本底浓度更有效,CO和CO_(2)同步示踪(即CO+CO_(2))是标识局地污染时段的最优方法,可使南大洋和南极地区的CO、CO_(2)浓度测量值分别降低(5-11)×10^(-9)(10%-18%)和(3-7)×10^(-9)(1%-2%),O3上升(3-5)×10^(-9)(20%-25%),测量值更具有全球本底特征的代表性。航船测量数据与同纬度陆地站点观测值接近,南大洋和南极地区CO、CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O浓度差分别在2×10^(-9)、0.7×10^(-6)、1.4×10^(-9)和0.5×10^(-9)以内。航线的微、痕量气体测量值均呈北(南)半球高(低)、南大洋以南及南极地区浓度稳定的基本特征;O3在不同纬度分布特点清晰,热带辐合带(ITCZ)的极低浓度(<5×10^(-9))和春季中国东海地区出现的中尺度污染现象均很明显。

南极航线和航区环境概述

本文汇集了我国南极科学考察前十年（１９８４～１９９３年）的南极考察航线．根据航区和任务，对南极航线进行了分类；对各航区中影响航行的海洋环境状况──诸如低纬地区的热带气旋、中纬地区的温带气旋和高纬地区的统极气旋等主要灾害性天气系统的生成源地、移动路径作了介绍；文中还着重对南大洋海冰的增、减期和浮冰边缘线进行了描述．以求达到对过去十年南极考察航线作出比较客观的评价．

南、北极考察航线地面臭氧的观测

利用１９９９～２０００年中国首次北极和第１６次南极科学考察获得的资料，对“雪龙号”考察船航线上从７５°Ｎ至 ７０°Ｓ地面臭氧随纬度变化特征的研究结果表明，在考察航线上，除北半球中纬度地区在考察期间地面臭氧的时间变率较大外，在其他地区时间变率并不大；从总体上讲，北半球的平均地面臭氧浓度大于南半球，且地面臭氧浓度的相对高值区都出现在航迹接近大陆处；北半球地面臭氧浓度的平均日变化幅度大于南半球，低纬是考察航线上地面臭氧日变幅最大的地区，而在两极地区平均日变化幅度很小．