中国极地研究中心(中国极地研究所)

中国极地研究中心(中国极地研究所)是自然资源部直属事业单位,公益一类,正司级,简称极地中心。主要职能是开展极地科学研究、极地业务和极地考察,在履行职责过程中坚持和加强党的全面领导。极地中心现有专业技术人员170余人,其中高级专业技术人员75人,中级专业技术人员79人,国家级领军人才5人,自然资源部高层次科技创新人才11人,上海市浦江人才3人,上海市明珠计划人才3人,享受国务院政府特殊津贴7人。科研队伍中涌现出国家级创新团队1个,自然资源部科技创新团队1个。

中国极地考察40年进展与展望

极地考察在提升极地认知、保护极地生态环境、合理利用极地资源、促进极地产业发展等各方面发挥着重要作用。从1984年我国首次南极考察和南大洋调查以来,我国极地考察从无到有、由弱变强,取得了突破性进展,1999年,实施了中国首次北极科学考察,实现了两极考察发展战略,正从极地科考大国向科考强国迈进:建成“两船七站”的极地科考支撑平台,构建了“天-空-地-海”极地立体观测网,研发了极地深冰芯钻具等多套极端环境采样装备,组织实施了“‘九五’国家攻关南极计划”“南北极环境综合调查与评估”等极地专项,在极地冰盖不稳定性、南大洋和北冰洋生物地球化学循环及其对全球变化的响应与反馈作用等多个领域取得有国际影响力的研究成果,成功实施了“南极普里兹湾—埃默里冰架—冰穹A的综合断面科学考察与研究”(PANDA)等国际合作计划,为我国极地事业发展做出了重大贡献。未来应进一步完善极地船站科考平台,增强南大洋和北冰洋长期观监测能力,牵头重大国际合作项目,推进我国极地考察站的国际化应用,为“认识极地、保护极地、利用极地”作出更大贡献。

中国极地科学与工程技术装备研发应用进展

极地科学与工程技术装备在极地科技发展中扮演着重要的角色,不仅关乎极地科学研究和资源利用,还与国家的安全、国际地位以及可持续发展紧密相连。在科技不断进步和国际极地形势日趋复杂的背景下,我国在极地科学与工程技术的研发应用发展显得尤为重要和迫切。本文全面回顾了我国极地考察40年来在科学探测技术装备和工程技术装备研发应用的发展历程和最新成果,分析了我国极地工程技术装备发展现状与世界先进水平的差距和存在的问题。本文还重点针对我国在极地科研探测技术、重型破冰船技术、极地航空技术以及通讯导航技术等方面所存在的问题,提出了推进极地重大工程和大科学计划、构建协同创新平台、加强关键技术创新研发、建设极地试验场、完善标准化技术体系以及推动产业化发展等的建议,以期我国在极地科学与工程技术装备的研发应用发展上,快速发展和逐步赶超世界先进水平,更好地服务于我国的极地事业发展。

中国极地科学数据库系统的研究与建立 I.数据资源的组织以及元数据与数据集的关系研究

在中国极地科学数据库系统项目建设过程中 ,通过对极地科学数据管理现状以及数据分布情况、数据类型等因素进行分析 ,提出数据资源的组织及其表达形式两个关键问题 ,并进行了研究与探讨。结果表明 ,用户对数据共享的持续需求、顺达的行政支持、明确易行的技术要求以及稳定的经费支持是解决数据资源组织问题的关键 ,在项目实施过程中 ,涉及到数据资源组织问题的解决措施都是立足于对上述 4个方面的思考。针对数据的表达形式问题 ,在数据库系统设计中 ,数据的表达形式研究包括了用户需求分析、数据库结构设计等环节。将基础数据表示为数据集和数据说明 (元数据 ) ,后者通过标准化、格式化后作为元数据库与前者 (数据库 )关联。同时 ,将元数据库从纯粹的数据说明集合扩展成数据库的搜索引擎。在实际开发过程中 ,运用上述设计思路解决了极地科学数据种类多、零散。

“冰路征程——中国极地考察40周年成就展”简报

2024年6月28日,由自然资源部、新华社、中国国家博物馆共同主办,自然资源部宣传教育中心和中国极地研究中心(中国极地研究所)联合承办的“冰路征程——-中国极地考察40周年成就展”在中国国家博物馆正式面向公众展出。

中国南极海洋生源要素格局及其生态环境效应研究进展

南极海洋生源要素格局及其生态环境效应研究是探讨全球气候变化、碳循环和生态系统相互作用的关键内容,也是预测南大洋生态系统演化趋势的重要依据。中国自1984年首次南极科学考察以来,已组织开展多年南大洋综合调查,并依托“南北极环境综合考察与评估”和“南极重点海域对气候变化的响应与影响”等极地专项的实施,聚焦南大洋生态系统演变及其环境调控等关键科学问题,取得了一系列重要认识。本文总结了我国在南极海洋生源要素格局及其生态环境效应领域的相关研究进展,特别是海洋生源要素循环与浮游生态系统、生源物质沉降通量及其季节变化以及上层海洋过程的沉积记录等方面的研究成果,初步探讨了南极冰间湖生态过程及其对全球气候变化的响应,并对我国未来南大洋生态环境调查研究提出了相关建议。

中国南极地理信息系统的设计及其在互联网上的实现

利用GeoStar地理信息系统基础平台 ,结合我国近 2 0年来的南极考察测绘资料 ,建立了中国南极地理信息系统 ,并在互联网上发布。本文简述了该系统的设计思想和基本功能 ,在此基础上 ,对其今后更好地为我国南极考察、科研和管理提供服务作了展望。

中国对虾鳃的超微结构研究

本文报道中国对虾Ｐｅｎａｅｕｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓ鳃的超微结构，结果表明，虾鳃具有三级结构，鳃瓣小叶是鳃的基本呼吸单位，它由鳃膜、呼吸上皮细胞及微血腔组成。文中分别描述了它们的超微结构特征，可供对虾组织细胞病理学诊断作对照参考。

15万年以来极地冰芯、黄土、深海沉积的对比研究与全球变化

由极地冰芯记录、中纬黄土记录和深海沉积记录的对比可得，１５万年以来全球变化的基本框架为：末次间冰期，从距今１４万年开始到约１２．５万年达鼎盛，可分为五个阶段，即冰芯中三次高温期夹两次低温期；黄土中三层古土壤夹两层黄土；深海沉积中三次高海面夹两次低海面。末次冰期，距今８万年到１万年，可分为三个阶段，早、晚冰段和中间的间冰段。早、晚冰段盛期气候寒冷程度相当，但晚冰段最低温持续期更长，造成海面比早期更低。中间的间冰段，至少可分为７个亚段，即４次暖期（４次弱成土古土壤）夹３次冷期。全新世与末次间冰期对比，总体气候变化较平缓。在上述基本框架中，近几年发现，在末次冰期存在许多短周期、高频快速变化事件。这些事件，温度变化幅度达７℃，变化速率为几年到几十年，对应的环境变化速率可能更快。这些事件的引发机理目前还不清楚，有待进一步研究。

国际框架下的中国南极数据管理研究初探

南极数据管理是南极条约协商会议（ＡＴＣＭ）、南极科学研究委员会（ＳＣＡＲ）、国家南极局局长理事会（ＣＯＭＮＡＰ）共同关心并且一直关注的热点问题，也是以新的研究方式、先进的技术手段来积极促进国际南极研究发展的综合性问题。南极数据管理特别规划组在一些成员国和国际机构作出许多主动性努力的基础上把建立和开发南极数据目录系统（ＡＤＤＳ）作为建立和发展国际南极数据（信息）管理系统的首要基础建设加以规划。ＳＣＡＲ－ＣＯＭＮＡＰ南极数据管理联合委员会（ＪＣＡＤＭ）将全面组织和协调国际南极数据管理工作的发展和ＡＤＤＳ的实施。本文介绍了相关的国际背景，解析了南极数据管理国际框架的构成。在这个基本框架下，针对我国南极数据管理工作的现实情况进行了初部探讨，提出了便于付诸实际操作的若干方法，并阐述了相应的学术见解。

中国南极数据目录系统研究I.南极数据目录的征集、加工、审核与提交

中国南极数据目录系统（ＣＮＡＤＤＳ）的研究与实践是在国际南极数据目录系统（ＡＤＤＳ）的总体框架下，遵循ＡＤＤＳ的研究方法和南极主目录（ＡＭＤ）的实施原则并根据我国南极数据管理的具体现况而开展的。ＣＮＡＤＤＳ目前需要解决的关键问题之一是及时生成和提交南极数据目录。本文就此问题的几个主要环节（数据目录的征集、加工、审核与提交）作了深入的探索并提出了数据目录生成的技术流程，为进一步研究ＣＮＡＤＤＳ奠定了基础。此外，为了促进数据目录的及时编写和提交、确保ＣＮＡＤＤＳ长期稳定地运作，本文还探讨了中国南极数据目录征集工作中的科学化管理问题，认为数据目录的征集需要一定的行政管理措施和技术服务两方面的努力。

中国南极信息系统总体框架的构想与研究

本文根据现实需求和所面临的国际环境,以系统论、信息论、控制论为基本立足点,探讨了中国南极信息系统(CAIS)总体框架的构想以及如何建立CAIS的若干问题。文中阐述了建设CAIS与南极信息资源管理(AIRM)之间相辅相承的关系;描述了CAIS的概念结构和基本结构的框架模型;研究了总体框架及系统的基本特征;分析了基本结构的层次性和相关性。针对易造成信息系统脆弱性的各种问题,讨论了需采用的技术、研究方法、开发策略、应遵循的基本规律,指出CAIS的第一个实践目标是开发与编写基于ADIF(南极目录交换用格式)的南极数据目录和南极主题词表。

极盖区等离子体云块触发的极向边界点亮事件的观测研究

极盖区等离子体云块是电子密度比背景高出2倍及以上的高密度不均匀体,极向边界点亮是夜侧极光卵极向边界亮度显著增强的极光结构。探究极盖区等离子体云块与极向边界点亮现象的形成和演化以及二者之间的关系对理解极区电离层-磁层耦合具有重要意义。本文基于北极黄河站全天空极光成像仪、欧洲非相干散射雷达(EISCAT)、SuperDARN雷达和GPS TEC等多手段观测数据,揭示极盖区等离子体云块运动到夜侧极光卵极向边界,进而触发极向边界点亮的完整过程。研究结果表明,(1)高密度等离子体云块从极盖区运动到夜侧极光卵极向边界时,极向边界附近的极光强度明显增加,即出现了极向边界点亮现象。(2)极光亚暴发生后,极光卵极向膨胀,极向边界到达EISCAT Svalbard 42 m雷达观测视野。该雷达观测到了高密度、高电子和离子温度的结构,并伴随着电子密度峰值高度下降和离子上行等现象,这与高密度等离子体云块的输运和当地的极光粒子沉降密切相关。(3)从日侧向夜侧输运的等离子体云块到达夜侧极光卵极向边界附近时可能触发极向边界点亮,并且影响等离子体云块和极光粒子沉降接触区域的等离子体特征,这有助于加深我们对夜侧极区电离层-磁层耦合过程的理解。

从极地档案看中国极地考察的历史与发展

一、引言1980年1月,两名来自中国的科学家通过加入澳大利亚南极科考队首次踏上南极大陆,成为了中国南极考察的先行者;1984年10月,中国首次派出国家南极考察队前往南极,并于次年2月在南极的乔治王岛上建成了中国第一个南极考察站——长城站,自此正式拉开了中国南极考察的序幕;随后我国在南极又相继建立了中山站、昆仑站和泰山站,同时随着“雪龙”号、“雪龙2”号极地科学考察破冰船及“雪鹰601”固定翼飞机的投入使用,我国逐步在南极打开了科学考察的新局面,建立了海、陆、空三位一体的南极考察体系,后勤保障体系的日益完善也为极地科学考察的深入和开展打下了坚实的基础。除开展自身的科学调查以外,我国还积极参与国际南极考察事务,为南极科考开拓视野,紧跟国际前沿动态,学习国外先进的科技和理论,以更好地指导我国极地考察事业。在我国开展极地考察的40多年时间里留存了大量的档案,从档案中能看到我国极地考察的发展历程,也能看到我国的极地研究是如何一步步从初步探索走向深入研究。

目前我国极地考察破冰船综合保障能力分析与评估

历经40多载发展,中国极地考察体系总体趋于成熟,保障能力日益加强。然而极地考察破冰船综合保障能力无法完全满足国家需求,与发达国家相比仍存在一定差距。冰区作业时间受限、需适应冰-海-气-生物相互作用等立体科学观测技术等要求,为考察船的支撑保障能力提出了更高的要求。本文深入分析了“雪龙”号和“雪龙2”号的综合保障能力,以及在执行科考调查和后勤综合保障的运行模式,对比国外主流极地考察船,从支撑保障能力、管理模式和运行机制等方面探讨了存在的差异、面临的挑战以及存在的不足,为进一步提高我国极地考察综合实力提供建议。

南极冰间湖浮游植物生物量和生物生产力时空特征及影响因素研究进展

南极冰间湖在气候变化中和生态系统环境中扮演着重要角色。本文通过回顾南极罗斯海、阿蒙森海、松岛和默茨等4个冰间湖浮游植物生物量和生产力的时空分布特征和变化规律、物理环境参数和气候模态对冰间湖中叶绿素a和浮游植物水华开始及持续时间的影响,得出以下几点结论:(1)罗斯海冰间湖是南极近海生物生产力最高的区域,占南大洋总生产力的28%;阿蒙森海和松岛冰间湖在37个南极冰间湖生态系统中单位面积的生产力最高;默茨冰间湖浮游植物生物量年际变化明显。(2)海冰密集度、风速和云量等物理参数与浮游植物生物量变化密切相关,其相关关系的季节性和地域特征明显。海冰密集度主要通过改变冰间湖开放水域的面积来影响可到达海表的光合有效辐射;风速通过影响水体的垂直混合强度来改变营养盐及浮游植物的垂向输运;云量对冰间湖生态系统的影响是可见光强度及紫外线辐射量之间平衡的结果。(3)在部分冰间湖,浮游植物生物量的年际变化同调控南半球高纬度气候的主要模态,如南半球环状模和半年振荡等存在显著相关性。未来工作可结合长期卫星遥感观测、现场观测和数值模拟,进一步开展气候模态对冰间湖浮游植物生物量年际变化的物理-生态耦合机制、冰间湖生态系统生产力各个尺度变异规律和机制等的深入探究,从而更好地认知极地关键海区的生物地球化学循环过程及其气候效应。

南极宇航员海夏季水文结构变化特征研究

本文基于中国南极考察(CHINARE37-38)在宇航员海获取的海洋综合站位观测数据,结合海冰密集度、WOA23和ERA5再分析资料等,分析了该海域主要水文结构及其变化特征。结果表明:宇航员海夏季水团包括南极表层水(分为夏季表层水与冬季残留水)、绕极深层水、变性绕极深层水和南极底层水。夏季表层水均分布在表层50 m深度以浅,呈现出南冷北暖的趋势。66°S以南的冬季残留水最厚,最深可达200 m左右。绕极深层水向南侵入的趋势明显,CHINARE-38绕极深层水向上涌升的高度较CHINARE-37高出10~20 m。夏季表层水的高温高盐核心位于中心海域无冰区,因为无冰海域的表层海水长时间接收太阳短波辐射而温度较高。近岸海域因冰融水导致局部夏季表层水降温淡化。宇航员海中心海域海面风场维持低气压气旋式环流,次表层水体通过Ekman抽吸上升冷却表层暖水,导致表层与次表层水体混合加强,绕极深层水向南侵入并向上涌升。

极地微生物资源研发现状及需求分析

极地因其极端的自然环境与相对的地理隔离,进化出了独特而多样的微生物资源。极地微生物蕴藏了生命耐受极端环境的奥秘、承载了生物地球化学循环的重要使命,其研究可为生命科学、地学、天体生物学等研究提供有价值的启示,具有独特的科学研究意义。同时,极地微生物所蕴含的新颖物种、基因与产物是极地自然资源的重要组成,是可持续利用的重要战略资源,对其开发利用具有现实的经济价值和社会效益。本研究基于详实的科学数据、文献报道、专利与案例分析等情况,深入阐明了极地微生物研究的重要性,总结了极地微生物研发趋势与需求,并提出了相应的研发建议。本研究结果可为极地微生物资源相关研究、政策、项目等布局提供参考。

南极大视场望远镜光学系统研究进展

南极特殊环境可为天文台址提供绝佳的天文观测条件且具有极高的空间碎片过境频率等特性,因此,南极大视场望远镜在天文观测、空间碎片管理和深空探测等领域具有重要研究意义。本文基于南极天文观测科学目标的需求,综合考虑南极天文台址视宁度数据要求,针对满足南极使用的大视场望远镜光学系统关键科学问题,首先总结与分析了南极天文台址的特征。其次,我国先后在南极地区部署的几批大视场光学望远镜,囊括了几类典型的大视场光学系统,本文详细探讨了南极大视场望远镜目前采用的多类典型大视场光学系统的设计理论,并对南极地区现有和规划中的大视场望远镜项目进行了全面的阐述,介绍了这些系统的关键技术特点。最后,深入探讨了南极大视场望远镜在天文探测科学研究领域所取得的重要进展,重点介绍该领域的前沿动态与一些关键性的突破。

上海打造全球极地门户城市的路径研究

20世纪80年代以来,上海一直是促进国家极地事业发展的最主要城市。未来,“极地元素”的深度融入将为上海的城市发展注入新的活力,打造全球极地门户城市是上海城市发展实现创新和突破的新方向。上海打造全球极地门户城市有着有利条件:上海是中国极地科学研究的重镇;上海是中国发起极地国际组织的最主要城市;上海在极地医学、破冰船设计建造和负责任极地旅行等方面走在全国甚至全球前列;上海建有中国极地考察国内基地码头。澳大利亚霍巴特和新西兰克赖斯特彻奇打造南极门户城市的实践也为上海带来了启示。上海打造全球极地门户城市首先是将其融入强化“四大功能”和深化“五个中心”建设进程中;其次是加强极地协调,并建立“上海极地网络”;最后是制定和实施《上海的全球极地门户战略》。