本文關鍵詞：南極冰蓋表面冰雪過程變化綜合監(jiān)測站的設計與應用研究　出處：《太原理工大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：本課題是在“南北極環(huán)境綜合考察與評估”極地專項(編號:CHINARE2015-02-02)和國家自然科學基金項目(編號:41176080)資助下對南極冰蓋表面冰雪過程變化進行定點綜合監(jiān)測的一項研究應用。南極大陸98%被冰雪覆蓋著。研究南極冰蓋的物質平衡不僅對重建古氣候歷史有重大意義,而且對探究全球變暖導致冰川消融等現象也有很大的貢獻,因此作為象征冰蓋過去與現在狀況的一個重要參考指標,對南極物質平衡的研究在國內外已成為熱點。目前國內外對于冰物質平衡的測量方法有很多,實地測量法主要包括測量某區(qū)域內雪面高度差得到積累的雪面數據的花桿法,利用超聲波測量雪面高度的雪深儀測距法,通過挖采雪坑或鉆取冰雪芯樣品測量其化學含量得出物質平衡信息的雪坑/冰雪芯法等。盡管這些技術手段受南極環(huán)境的影響,在一定程度上存在不足之處,但已在不斷改進并成為比較成熟的測量方法被廣泛使用;對于大空間尺度的物質平衡信息的獲取主要依靠衛(wèi)星遙感技術,為物質平衡的計算提供大量實時數據�？傊�,由于冰物質平衡信息隨時間與空間多尺度變化,對其信息的獲取很難做到全面細致,因此其測量方法多種多樣。本文主要是利用物質平衡的某一影響因素對其物理量進行測量估算,為物質平衡的研究貢獻一份微不足道的力量。冰蓋的物質平衡包括冰物質的輸入和輸出,其輸出分為冰蓋表面冰雪升華與冰下消融等;冰物質輸入主要是降雪的積累。當環(huán)境氣溫長時間低于雪的融點時,經過長久的演化,積雪轉化成冰融為冰蓋的一部分。因此,雪的積累量是研究物質平衡重要的參數,這一參數對南極氣候的變化反應迅速。而冰蓋表面溫度、風、太陽輻射,海拔等都會影響雪的積累量,比如隨著風對冰蓋表面不斷的風蝕使雪的積累量發(fā)生很大變化,近地面的太陽輻射也對雪積累量有非常重要的影響,所以對這些物理量的測量并加以分析也可以在一定程度上反映出冰蓋的物質平衡狀況。針對上述問題,本課題研發(fā)了專用于南極冰蓋淺冰層的10m長溫度鏈,集成了風速傳感器、風向傳感器、光照度傳感器、超聲波傳感器,開發(fā)出一套冰雪過程變化綜合監(jiān)測站,對溫度、風速、風向、太陽輻射、冰雪積累量等物理量進行測量,同時通過無線傳輸系統將數據傳回國內,并開發(fā)監(jiān)測軟件,實現了南極冰蓋冰雪過程變化的遠程實時查看、查詢數據及趨勢曲線變化。在中國第32次南極科學考察期間,該監(jiān)測站已由本課題科研人員在中山站到昆侖站途中成功安裝了5套,第33次南極考察期間安裝了3套。本文分別對安裝于昆侖站和泰山站的綜合監(jiān)測站采集的太陽輻射量、風速、風向、大氣溫度、相對于積雪表面的高度變化、冰蓋淺冰層10m深溫度進行分析、比較,得出該區(qū)域一年的冰雪積累量變化及影響冰雪積累量的主要因素,反映南極冰蓋物質平衡,進而為預測全球氣候變化提供一些基礎理論支撐。
[Abstract]:In this paper , it is very important to study the changes of ice and snow in the Antarctic ice cover by means of the method of measuring the surface height of the ice cover . The method of measuring the material balance includes the input and output of ice material , and the fact that the ice cover surface temperature , wind , solar radiation , altitude and so on can influence the accumulation of snow . This paper analyzes and compares the solar radiation quantity , the wind speed , the wind direction , the atmospheric temperature , the height change of the ice cover shallow ice layer 10m and the main factors that affect the ice and snow accumulation amount in the region during the 32nd Antarctic scientific investigation .

【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P343.6;P941.61

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