南极冰盖表面冰雪过程变化综合监测站的设计与应用研究

发布时间：2018-01-17 17:23

  本文关键词：南极冰盖表面冰雪过程变化综合监测站的设计与应用研究　出处：《太原理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 南极 综合监测站 传感器 冰雪积累量 远程监测网

【摘要】：本课题是在“南北极环境综合考察与评估”极地专项(编号:CHINARE2015-02-02)和国家自然科学基金项目(编号:41176080)资助下对南极冰盖表面冰雪过程变化进行定点综合监测的一项研究应用。南极大陆98%被冰雪覆盖着。研究南极冰盖的物质平衡不仅对重建古气候历史有重大意义,而且对探究全球变暖导致冰川消融等现象也有很大的贡献,因此作为象征冰盖过去与现在状况的一个重要参考指标,对南极物质平衡的研究在国内外已成为热点。目前国内外对于冰物质平衡的测量方法有很多,实地测量法主要包括测量某区域内雪面高度差得到积累的雪面数据的花杆法,利用超声波测量雪面高度的雪深仪测距法,通过挖采雪坑或钻取冰雪芯样品测量其化学含量得出物质平衡信息的雪坑/冰雪芯法等。尽管这些技术手段受南极环境的影响,在一定程度上存在不足之处,但已在不断改进并成为比较成熟的测量方法被广泛使用;对于大空间尺度的物质平衡信息的获取主要依靠卫星遥感技术,为物质平衡的计算提供大量实时数据。总之,由于冰物质平衡信息随时间与空间多尺度变化,对其信息的获取很难做到全面细致,因此其测量方法多种多样。本文主要是利用物质平衡的某一影响因素对其物理量进行测量估算,为物质平衡的研究贡献一份微不足道的力量。冰盖的物质平衡包括冰物质的输入和输出,其输出分为冰盖表面冰雪升华与冰下消融等;冰物质输入主要是降雪的积累。当环境气温长时间低于雪的融点时,经过长久的演化,积雪转化成冰融为冰盖的一部分。因此,雪的积累量是研究物质平衡重要的参数,这一参数对南极气候的变化反应迅速。而冰盖表面温度、风、太阳辐射,海拔等都会影响雪的积累量,比如随着风对冰盖表面不断的风蚀使雪的积累量发生很大变化,近地面的太阳辐射也对雪积累量有非常重要的影响,所以对这些物理量的测量并加以分析也可以在一定程度上反映出冰盖的物质平衡状况。针对上述问题,本课题研发了专用于南极冰盖浅冰层的10m长温度链,集成了风速传感器、风向传感器、光照度传感器、超声波传感器,开发出一套冰雪过程变化综合监测站,对温度、风速、风向、太阳辐射、冰雪积累量等物理量进行测量,同时通过无线传输系统将数据传回国内,并开发监测软件,实现了南极冰盖冰雪过程变化的远程实时查看、查询数据及趋势曲线变化。在中国第32次南极科学考察期间,该监测站已由本课题科研人员在中山站到昆仑站途中成功安装了5套,第33次南极考察期间安装了3套。本文分别对安装于昆仑站和泰山站的综合监测站采集的太阳辐射量、风速、风向、大气温度、相对于积雪表面的高度变化、冰盖浅冰层10m深温度进行分析、比较,得出该区域一年的冰雪积累量变化及影响冰雪积累量的主要因素,反映南极冰盖物质平衡,进而为预测全球气候变化提供一些基础理论支撑。
[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 .

【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P343.6;P941.61

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 徐小龙;;人在南极(二) 内陆“梦之队”亮剑南极冰盖之颠[J];海洋世界;2008年04期

2 群芳;;温度上升将致西南极冰盖融化[J];前沿科学;2009年01期

3 ;南极冰盖与人类的关系[J];齐鲁渔业;2009年10期

4 ;南极冰盖的研究现状[J];冰川冻土;1981年01期

5 钱嵩林;;南极冰盖上的挑战(封面说明)[J];科学;1990年03期

6 黄声享;南极冰盖留下中国人的足迹[J];中国测绘;1999年05期

7 吴地;;挺进南极冰盖最高点[J];海洋世界;1999年06期

8 李斌;与南极冰盖之巅亲密接触[J];时代教育;2005年04期

9 李斌;南极冰盖挺进“大事记”[J];科学之友;2005年04期

10 李斌;冰盖最高点并非"南极之巅"——南极冰盖科考认识“误区”解读[J];科学之友;2005年04期

相关会议论文 前10条

1 张向培;孙波;王帮兵;唐学远;田钢;;南极冰盖等时冰层特性与分布的雷达探测研究[A];中国地球物理学会第22届年会论文集[C];2006年

2 方爱民;刘小汉;李钟益;李潇丽;黄费新;;从南极冰盖和气候演化研究历史的回顾看格罗夫山地区新生代沉积岩发现的意义[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第二卷(青藏高原)[C];2003年

3 李新武;郭华东;程晓;梁雷;;微波辐射计南极冰盖冻融探测方法研究[A];第28届中国气象学会年会——S6冰冻圈与极地气象学[C];2011年

4 张赤军;;南极冰盖引起的岩石层挠曲[A];1994年中国地球物理学会第十届学术年会论文集[C];1994年

5 丁明虎;;南极冰盖物质平衡最新研究进展[A];S15 冰冻圈与极地气象[C];2012年

6 史红岭;陆洋;杜宗亮;张子占;;基于ICESat块域分析法探测南极冰盖高度变化[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年

7 孙波;李院生;张向培;王帮兵;唐学远;;南极冰盖Dome A中心区域冰层结构和冰下地形探测研究[A];中国地球物理学会第22届年会论文集[C];2006年

8 温家洪;刘吉英;王亚凤;Kenneth C．Jezek;;遥感与GIS在南极冰盖冰川学中的应用[A];中国地理学会2006年学术年会论文摘要集[C];2006年

9 黄华兵;程晓;;基于卫星数据的南极冰盖高程制图与分析[A];第28届中国气象学会年会——S6冰冻圈与极地气象学[C];2011年

10 唐学远;孙波;张占海;;南极冰盖Dome A中心区域冰层年代-深度数值模拟研究[A];中国地球物理学会第二十三届年会论文集[C];2007年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者毛磊;南极冰盖仍在消融[N];人民日报;2003年

2 王海青 王鸿良;五星红旗飘扬南极冰盖之巅[N];北京日报;2005年

3 朱广菁;全球变暖,南极冰盖会不会融化？[N];大众科技报;2007年

4 余建斌邋张建松;南极冰盖百里驰援[N];人民日报;2008年

5 张建松;南极冰盖下,有沧海桑田“档案库”[N];新华每日电讯;2008年

6 向杰邋董子凡;南极冰盖最高点将建中国科考站[N];科技日报;2008年

7 宗新;南极冰盖 未来有可能局部甚至全部崩塌[N];大众科技报;2009年

8 记者 张建松;透视地球白色心脏：南极冰盖呈超强稳定性[N];新华每日电讯;2009年

9 记者 吕宁　通讯员 桑可伟;南极冰盖具有超强的稳定性[N];中国海洋报;2009年

10 记者 张宗堂 李斌;南极冰盖最高点，，中国人捷足先登[N];新华每日电讯;2005年

相关博士学位论文 前2条

1 王星东;主被动微波遥感南极冰盖冻融探测[D];中南大学;2013年

2 崔祥斌;基于冰雷达的南极冰盖冰厚和冰下地形探测及其演化研究[D];浙江大学;2010年

相关硕士学位论文 前3条

1 丁云风;南极冰盖表面冰雪过程变化综合监测站的设计与应用研究[D];太原理工大学;2017年

2 张向培;基于冰雷达探测技术的南极冰盖冰层厚度和冰下地形特征研究[D];吉林大学;2007年

3 詹志飞;基于被动微波遥感数据的南极冰盖融化探测研究[D];中国地质大学（北京）;2010年

本文编号：1437221