冰芯記錄的古氣候信息常用化學和物理指標進行提取和分析。冰芯電學性質(zhì)是國際上分析冰芯的物理指標之一,具有重要研究意義。為了定量測定冰芯在交流電以及直流電下的響應,直流導電特性檢測法(Electric Conductivity Measure-ment,ECM)以及介電剖面法(Dielectric Profiling,DEP)被提出并應用到現(xiàn)場冰芯電學性質(zhì)分析中。然而,ECM以及DEP測量冰芯的技術(shù)參數(shù)和方法需要針對現(xiàn)場條件進行探索,冰芯組分變化對測試信號的影響也未完全明晰。因而,本研究基于控制變量方法,制作不同離子種類以及濃度梯度的人工模擬冰芯,建立了基于我國自主研建的冰芯電學性質(zhì)測量設備,針對極地冰芯電學性質(zhì)測試的方法,探究了電學信號與化學離子種類、離子濃度、冰芯結(jié)晶速率、冰芯氣體含量以及冰芯塵埃含量之間的關(guān)系。從微觀角度出發(fā),通過缺陷機理對實驗結(jié)果做出合理的解釋,對未知結(jié)果進行定性預測,從宏觀角度出發(fā),可以將實驗結(jié)果與模型模擬聯(lián)系起來,有利于對未知結(jié)果進行定量預測。模擬實驗結(jié)果表明,DEP信號σ與冰芯中的H⁺,Cl^-以及NH₄

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1ECM實物圖

上海海洋大學碩士學位論文2學意義，已成為國際科學界關(guān)注的焦點[14]。1.2極地冰芯電學性質(zhì)研究進展對于冰芯記錄的古氣候信息，常用化學和物理指標進行分析。其中，冰芯的電學性質(zhì)作為分析冰芯樣品所包含的信息記錄的最重要的物理指標之一，其分析結(jié)果可應用于定年、火山事件、積累率、生物質(zhì)燃....

圖1-2ECM電極移動方法[17]

上海海洋大學碩士學位論文3轉(zhuǎn)換成計算機數(shù)據(jù)，同時將電極在冰芯上的劃刻位置與電流信號進行對應。導軌的長度與寬度略大于冰芯，起到固定冰芯的作用。ECM使用直流電對冰芯電學性質(zhì)進行研究，測量方式是將冰芯沿深度方向切出一個剖面打磨至光滑后，使用平行黃銅電極沿深度方向按一定的速度進行劃刻，....

圖1-3AC-ECM設備結(jié)構(gòu)圖[24]

上海海洋大學碩士學位論文5電極就可以有效避免外部雜散電容效應。但是對于DEP設備的彎曲電極而言，電極之間會相互接觸，所以需要電學屏蔽裝置來消除表面電容誤差[26]。DEP使用交流電對冰芯電學性質(zhì)進行研究，測量方式是將冰芯放入通有高壓低頻的交流電的彎曲陽極氧化電極之間使用介電剖面法....

圖1-4DEP設備基本結(jié)構(gòu)圖[26]

上海海洋大學碩士學位論文9NH4+是主要影響因素之一，會引起信號峰值，原因是NH4+會形成Bjerrum-D缺陷（通過水分子的運動產(chǎn)生有兩個質(zhì)點的位置），如圖1-5所示。圖1-6為GRIP冰芯在新仙女木期（12kyrBP）冰芯段的ECM與DEP信號結(jié)果。由于新仙女木期冰芯被堿性塵....

本文編號：3907426