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研究成果 |
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依托中山站，围绕南极雪冰环境与全球变化和空间环境研究方向，持续开展了大量的研究工作。近年来，在上述研究方向在国内外核心学术刊物上发表论文300余篇（其中国外SCI论文43篇），专著16部。
自1996年以来，开展了5次南极内陆冰盖断面考察。在南极冰盖表面物理过程、现代气候环境记录和浅冰芯研究方面成果显著，得到了国际同行的认可和关注。恢复了数百年至上千年的高分辨率冰芯气候环境记录，揭示了该地区独特的气候变化特点，明确了东南极冰盖边缘地带气候变化格局及其主要原因，获得了Lambert冰川流域物质平衡研究最新结果。确认了过去800年间的重大火山喷发事件在冰芯中的记录，明确了东南极高原雪层中主要化学离子与近地面大气中的差异及其环境指示意义，恢复了近60年来生物有机酸（MSA）时间序列，发现了与南印度洋海冰面积的反相关关系。特别是在2004/2005年度，中国第21次南极考察队成功到达Dome A区域最高点，完成了比较系统的科学考察活动， 安装了自动气象观测站，测得Dome A区域年平均气温为-58.4C（这是目前为止在地球表面测得的最低年平均温度），冰雷达探测发现Dome A顶部冰厚超过3000m，彻底改变了人们对冰盖顶部冰层结构的认识，为在Dome A提取时间序列可能长达120万年的冰芯记录提供了重要证据，填补了国际南极考察与研究的空白。
在冰架与海洋相互作用领域，中国在国际上率先钻取一支301.8连续完整的冰芯样品，尤其重要的是取到了约25米海水冻结冰芯和连续的冰架钻孔温度资料，获得研究区域冰架结构特征、动力学状态；发现在冰架前缘的水域中低于-1.9℃的冰架水在南极夏季也是存在的；证实埃默里冰架前缘存在着的一个暖而窄的入流以及在前缘中西部存在东进西出的流动，揭示冰架前缘和冰架下存在着较强的底层流，这些特征涉及到夏季普里兹湾内的环流形式、冰架底部的消融速率和冰架水的生成规模以及冰架区域与冰架外普里兹湾内的水体交换。
在海冰方面，项目组成员已有十几年的海冰热力、动力学观测研究和数值模式研究工作经历，积累了丰富的现场工作和数值模拟经验并取得了丰硕的成果。建立了海冰热力学-动力学海冰-海洋耦合模式，形成了较为完整的全球冰-海耦合模式系统，改进了计算方法和物理过程的参数化方案，进行了气候态的数值模拟，并开展了同大气模式耦合的数值模拟试验，已经接近目前国际同领域的先进水平。海冰现场调查方面，通过南北极海冰的现场工作积累了大量的观测数据，为进一步改进数值模式、提高模拟与预测精度奠定了基础。
在海洋学方面，13个航次的南大洋普里兹湾海域物理海洋学调查，已使我国成为这一地区掌握资料最全面的国家之一，在普里兹湾及其以北洋区的水团和环流研究做出了国际水平的重要贡献，发现全球气候变化的最强信号出现在南大洋，全球变暖已经减缓了南大洋的基本过程，垂向反转环流、水团特性、海盆间水交换、与低纬度海洋的水交换和海冰等均发生明显变化，且发现这些变化与全球大洋热盐环流和ENSO等具有紧密的关系，引起国际学术界的高度重视。
在极光观测研究方面，第一次用地面数据证实了最近卫星观测发现的极光“15MLT热点”，发现了正午存在一个新的极光发生率峰；得出中山站极光形态特征及其与地磁活动的关系；得到午后高纬极光强度与行星际磁场、太阳风参数之间的定量关系；得到了亚暴增长相极光强度变化的特征及其与行星际磁场的关系；发现午后极光的准周期现象。
在极区电离层观测研究方面，用电离层地面垂测资料首次得出极隙区纬度电离层漂移特性及其与行星际磁场的关系；得到太阳活动低年中山站电离层的平均特性，发现在二分季和冬季存在明显的磁中午现象；通过对剧烈太阳活动事件期间极区多手段观测资料的联合分析，对太阳风-磁层-电离层耦合过程取得了一些新认识；得到极隙区纬度上地磁Pc3脉动和Pc5脉动变化规律和传播特性。
在极区电离层-磁层耦合模型研究领域，初步建立极区电离层数值模型，较好地解释了南极出现的“磁中午异常”现象，并利用该模型对电激流区电导率和亚暴电离层进行了研究。 |
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