南極中山站地區(qū)固定冰與湖冰熱力學(xué)過程的比較

1、摘要中需注意省略“我們”“作者” “本文” 這樣的主語正文中參考文獻(xiàn)的標(biāo)注（下同），所標(biāo)內(nèi)容必須與正文后參考文獻(xiàn)的出處相符東南極中山站附近湖冰與固定冰熱力學(xué)過程比較雷瑞波 1李志軍 2張占海 1程言峰 1（1 中國極地研究中心, 上海 200136；2 大連理工大學(xué)海岸和近海工程國家重點實驗室, 遼寧 大連 116024）提要2006 年對東南極中山站附近湖冰和固定冰的熱力學(xué)過程進(jìn)行了系統(tǒng)觀測?；谟^測數(shù)據(jù)比較湖冰和固定冰熱力學(xué)生消過程；分析湖冰和固定冰溫度對氣溫變化的響應(yīng)規(guī)律；計算不同深度層湖冰和固定冰的垂向熱傳導(dǎo)通量。結(jié)果表明：觀測的湖泊和海岸區(qū)均在2 月底至 3 月初形成連續(xù)冰層；湖冰

2、9 月底至 10 月初達(dá)到最大冰厚， 早于固定冰12 個月，湖冰最大冰厚在156 177 cm 之間，固定冰最大冰厚在167174cm 之間；湖冰和固定冰溫度相對氣溫變化均存在高頻衰減和相對滯后，隨著深度增大其高頻衰減和相對滯后均有所增大， 其中固定冰更為明顯，這導(dǎo)致相同深度的海冰垂向熱傳導(dǎo)通量小于湖冰的相應(yīng)值；融冰期，固定冰脫鹽過程導(dǎo)致其融點溫度有所升高，從而出現(xiàn)冰溫高于當(dāng)?shù)睾Ｋ畠鼋Y(jié)溫度的現(xiàn)象。關(guān)鍵詞海冰湖冰熱力學(xué)厚度溫度南極列出38 個關(guān)鍵詞0 引言固定冰是附著于海岸、冰架前沿或著地冰山的海冰。固定冰生消過程固定不動，因此與湖冰一樣被稱為局地氣候環(huán)境變化的指示劑1-211月東南極 75&#

3、176;170°E扇區(qū)固定冰。RADARSAT 衛(wèi)星遙感觀測數(shù)據(jù)表明，冰量占該區(qū)域冰量的28%5 。范 圍 線用 一 字線表示1 現(xiàn)場觀測復(fù)合單位用中山站地區(qū)一年主要分兩季，冬季較長夏季較短。5月下旬至 7月中旬為極夜時間，11月下旬至次年 1此法表示月中旬則是極晝時間。中山站地區(qū)常年盛行東北風(fēng)，2006年N E方向區(qū)間的常風(fēng)頻率占86.8%，大風(fēng)頻率（風(fēng)速大于 17.2 m·s-1）占 100%, 其中 NE方向常風(fēng)頻率和大風(fēng)頻率最大，分別為43.0%和 69.6%。湖冰的觀測主要圍繞位于米洛半島的莫愁湖，團(tuán)結(jié)湖和進(jìn)步湖開展（圖 1），其中莫愁湖是常規(guī)觀測點。這三個湖泊的

4、主要形態(tài)特征 見表 1。若有表，則表為三線表。若一頁放不下，則加續(xù)表。表的標(biāo)題應(yīng)在表的上邊居中。表 1 湖泊的形態(tài)特征 11Table 1. Morphological property of the investigated lakes湖泊海拔 /m最大深度 /m面積 /m 2最大長度 /m最大寬度 /m莫愁湖103.850005030團(tuán)結(jié)湖54.550000255225進(jìn)步湖6534105000600300收稿日期 基金項目 國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（2010CB950301）、中國博士后基金（20100470400）和上海市博士后科研資助計劃（ 11R21421800）資助作者簡介 雷瑞

5、波，男， 1981 生，廣東清遠(yuǎn)人。博士后，主要從事海冰和湖冰熱力學(xué)研究。E-mail: leiruibo°E80.0°E0.07.0°S65普茲 里埃灣7.5°S冰默6架里中山站70.0°SS76.35 °E76.4 °E°53N.960600mS2S1S中山站°內(nèi)57莫愁湖3.拉9團(tuán)結(jié)湖6峽S3灣S進(jìn)步湖拉斯曼丘陵°4.9690.0°E達(dá)爾柯布科塔海灣達(dá)爾克冰川若有圖，應(yīng)寫這樣的中英文說明圖 12006 年中山站附近湖冰和固定冰測量位置Fig.1. Locations of lan

6、dfast sea ice and lake ice measurements around Zhongshan Station in 20062 觀測和分析結(jié)果2.1 積雪和冰層厚度圖 2給出了不同觀測點冰層厚度的變化以及莫愁湖和S2冰面積雪厚度隨時間的變化。積雪厚度的每個峰值都代表一次降雪過程，中山站地區(qū)降雪過程結(jié)束后均伴隨有較強(qiáng)烈的大風(fēng)過程。風(fēng)吹雪作用使得觀測點積雪厚度迅速下降，也就是說風(fēng)力作用是使得湖冰和固定冰冰面積雪厚度維持較低水平的主要原因。另外，由于湖冰表面相對于海冰表面較為光滑，風(fēng)吹雪作用更為明顯，導(dǎo)致莫愁湖冰面的積雪厚度始終略小于S2冰面的積雪厚度。公式的表述冰層厚度增長速率

7、t時刻的值由下式計算得到18 ：Tht tTht t(1)Gtt22.2 冰層溫度垂向廓線及其對氣溫的響應(yīng)3 結(jié)論2006年東南極中山站附近的莫愁湖、團(tuán)結(jié)湖和進(jìn)步湖以及米洛半島周邊海岸于2月底至 3月初形成連續(xù)冰蓋，固定冰形成連續(xù)冰蓋的時間慢于湖冰0 6 d。湖冰形成連續(xù)冰蓋的時間主要受湖泊地理位置、 湖泊大小以及周邊風(fēng)力遮蔽特征影響；沿岸形成連續(xù)固定冰的時間主要與海岸線形狀和局地盛行風(fēng)向有關(guān)。連續(xù)冰蓋形成后至7月底，湖冰和固定冰的冰厚增長率較為接近， 5月份冰厚增長率最大，其后隨著冰厚的增大有逐漸減小的趨勢。7月底往后，湖冰冰厚增長率呈現(xiàn)快速下降趨勢，至9月底 10月初，達(dá)到最大冰厚，比固定

8、冰達(dá)到最大冰厚的時間早 1 2個月。然而，除莫愁湖外， 湖冰和固定冰最大冰厚差別不大，在 167 177 cm之間。 莫愁湖可能由于湖底安裝有生活用水取水泵，其達(dá)到最大冰厚的時間最早，最大冰厚也最小。參考文獻(xiàn)1Livingstone D M. Break-up dates of alpine lakes as proxy data for local and regional mean surface air temperatures J. Climatic Change, 1997, 37: 407 439.2 Magnuson J J, Robertson D M, Benson B J,

9、 et al. Historical trends in lake and river ice cover in the Northern Hemisphere J. Science, 2000, 289(5485): 1743 1746.3 Shirasawa K, Lepp?ranta M, Saloranta T, et al. The thickness of coastal fast ice in the Sea of Okhotsk J. Cold Regions Science and Technology, 2005, 42(1): 2540.當(dāng)出現(xiàn)三個以上的作者時，后面省略的

10、作者名用“等”，英文中用英文標(biāo)題全大寫COMPARISONS OF THERMODYNAMIC PROCESSES OF LAKEICE WITH LANDFAST SEA ICE AROUND ZHONGSHANSTATION, EAST ANTARCTICALei Ruibo 1, Li Zhijun 2, Zhang Zhanhai 1, Cheng Yanfeng 11( Polar Research Institute of China, Shanghai 200136, China;2State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engi

11、neering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China.)居中Abstract“ et al” 表示。Thermodynamic processes of lake ice in three lakes and landfast sea ice around Zhongshan Station, east Antarctica have been investigated in 2006. The growth and decay processes of lake ice were compared with those

12、of landfast sea ice on the base of in situ data. The responses of lake-ice and landfast sea-ice temperatures at varying depths relative to the time series of local surface air temperature were explored. The vertical conductive heat fluxes at varying depths of lake ice and sea ice were derived from the vertical i