南极中山站地区固定冰与湖冰热力学过程的比较

1、摘要中需注意省略“我们”“作者” “本文” 这样的主语正文中参考文献的标注（下同），所标内容必须与正文后参考文献的出处相符东南极中山站附近湖冰与固定冰热力学过程比较雷瑞波 1李志军 2张占海 1程言峰 1（1 中国极地研究中心, 上海 200136；2 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室, 辽宁 大连 116024）提要2006 年对东南极中山站附近湖冰和固定冰的热力学过程进行了系统观测。基于观测数据比较湖冰和固定冰热力学生消过程；分析湖冰和固定冰温度对气温变化的响应规律；计算不同深度层湖冰和固定冰的垂向热传导通量。结果表明：观测的湖泊和海岸区均在2 月底至 3 月初形成连续冰层；湖冰

2、9 月底至 10 月初达到最大冰厚， 早于固定冰12 个月，湖冰最大冰厚在156 177 cm 之间，固定冰最大冰厚在167174cm 之间；湖冰和固定冰温度相对气温变化均存在高频衰减和相对滞后，随着深度增大其高频衰减和相对滞后均有所增大， 其中固定冰更为明显，这导致相同深度的海冰垂向热传导通量小于湖冰的相应值；融冰期，固定冰脱盐过程导致其融点温度有所升高，从而出现冰温高于当地海水冻结温度的现象。关键词海冰湖冰热力学厚度温度南极列出38 个关键词0 引言固定冰是附着于海岸、冰架前沿或着地冰山的海冰。固定冰生消过程固定不动，因此与湖冰一样被称为局地气候环境变化的指示剂1-211月东南极 75&#

3、176;170°E扇区固定冰。RADARSAT 卫星遥感观测数据表明，冰量占该区域冰量的28%5 。范 围 线用 一 字线表示1 现场观测复合单位用中山站地区一年主要分两季，冬季较长夏季较短。5月下旬至 7月中旬为极夜时间，11月下旬至次年 1此法表示月中旬则是极昼时间。中山站地区常年盛行东北风，2006年N E方向区间的常风频率占86.8%，大风频率（风速大于 17.2 m·s-1）占 100%, 其中 NE方向常风频率和大风频率最大，分别为43.0%和 69.6%。湖冰的观测主要围绕位于米洛半岛的莫愁湖，团结湖和进步湖开展（图 1），其中莫愁湖是常规观测点。这三个湖泊的

4、主要形态特征 见表 1。若有表，则表为三线表。若一页放不下，则加续表。表的标题应在表的上边居中。表 1 湖泊的形态特征 11Table 1. Morphological property of the investigated lakes湖泊海拔 /m最大深度 /m面积 /m 2最大长度 /m最大宽度 /m莫愁湖103.850005030团结湖54.550000255225进步湖6534105000600300收稿日期 基金项目 国家重点基础研究发展计划（2010CB950301）、中国博士后基金（20100470400）和上海市博士后科研资助计划（ 11R21421800）资助作者简介 雷瑞

5、波，男， 1981 生，广东清远人。博士后，主要从事海冰和湖冰热力学研究。E-mail: leiruibo°E80.0°E0.07.0°S65普兹 里埃湾7.5°S冰默6架里中山站70.0°SS76.35 °E76.4 °E°53N.960600mS2S1S中山站°内57莫愁湖3.拉9团结湖6峡S3湾S进步湖拉斯曼丘陵°4.9690.0°E达尔柯布科塔海湾达尔克冰川若有图，应写这样的中英文说明图 12006 年中山站附近湖冰和固定冰测量位置Fig.1. Locations of lan

6、dfast sea ice and lake ice measurements around Zhongshan Station in 20062 观测和分析结果2.1 积雪和冰层厚度图 2给出了不同观测点冰层厚度的变化以及莫愁湖和S2冰面积雪厚度随时间的变化。积雪厚度的每个峰值都代表一次降雪过程，中山站地区降雪过程结束后均伴随有较强烈的大风过程。风吹雪作用使得观测点积雪厚度迅速下降，也就是说风力作用是使得湖冰和固定冰冰面积雪厚度维持较低水平的主要原因。另外，由于湖冰表面相对于海冰表面较为光滑，风吹雪作用更为明显，导致莫愁湖冰面的积雪厚度始终略小于S2冰面的积雪厚度。公式的表述冰层厚度增长速率

7、t时刻的值由下式计算得到18 ：Tht tTht t(1)Gtt22.2 冰层温度垂向廓线及其对气温的响应3 结论2006年东南极中山站附近的莫愁湖、团结湖和进步湖以及米洛半岛周边海岸于2月底至 3月初形成连续冰盖，固定冰形成连续冰盖的时间慢于湖冰0 6 d。湖冰形成连续冰盖的时间主要受湖泊地理位置、 湖泊大小以及周边风力遮蔽特征影响；沿岸形成连续固定冰的时间主要与海岸线形状和局地盛行风向有关。连续冰盖形成后至7月底，湖冰和固定冰的冰厚增长率较为接近， 5月份冰厚增长率最大，其后随着冰厚的增大有逐渐减小的趋势。7月底往后，湖冰冰厚增长率呈现快速下降趋势，至9月底 10月初，达到最大冰厚，比固定

8、冰达到最大冰厚的时间早 1 2个月。然而，除莫愁湖外， 湖冰和固定冰最大冰厚差别不大，在 167 177 cm之间。 莫愁湖可能由于湖底安装有生活用水取水泵，其达到最大冰厚的时间最早，最大冰厚也最小。参考文献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.当出现三个以上的作者时，后面省略的

10、作者名用“等”，英文中用英文标题全大写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