Monitoring a changing Arctic: Recent advancements in the study of sea ice microbial communities

Sea ice continues to decline across many regions of the Arctic, with remaining ice becoming increasingly younger and more dynamic. These changes alter the habitats of microbial life that live within the sea ice, which support healthy functioning of the marine ecosystem and provision of resources for human-consumption, in addition to influencing biogeochemical cycles (e.g. air–sea CO₂ exchange). With the susceptibility of sea ice ecosystems to climate change, there is a pressing need to fill knowledge gaps surrounding sea ice habitats and their microbial communities. Of fundamental importance to this goal is the development of new methodologies that permit effective study of them. Based on outcomes from the DiatomARCTIC project, this paper integrates existing knowledge with case studies to provide insight on how to best document sea ice microbial communities, which contributes to the sustainable use and protection of Arctic marine and coastal ecosystems in a time of environmental change.Supplementary InformationThe online version contains supplementary material available at 10.1007/s13280-021-01658-z.     

武汉汉阳地区城市集水区尺度降雨径流污染过程与排放特征

2005年4月至8月对武汉市汉阳地区十里铺集水区进行了8次径流污染过程的水量、水质研究.结果表明,城市集水区尺度径流污染过程是降雨径流对整个集水区地表、排水系统中累积污染物的冲刷、携带过程,受集水区累积污染物数量、污染物可冲刷性和降雨径流特征的共同影响.城市降雨径流中初期污染物浓度显著高于后期,污染物浓度的峰值提前于径流的峰值,具有明显的初期冲刷效应.8次监测结果的算术平均值,初期5 mm、10 mm和15 mm降雨径流中TSS的负荷分别占总负荷的48%、68%和78%.初期径流中TSS的负荷与晴天累积天数呈线性正相关关系.     

降水过量氘指示的北极冬季海冰消融及水汽变化

在全球变暖背景下,持续减少的海冰正在通过降水和蒸发改变着北极水循环。降水同位素及其过量氘参数（d）作为水循环示踪剂对北极水文气候变化研究具有重要帮助,但由于观测资料匮乏,目前有关北极水循环的同位素示踪研究鲜有报道。本文以冬季海冰主要消融区——巴伦支—格陵兰海（BGS）为例,调查了BGS冬季降水d值与海冰和大气环流的关系。结果表明：BGS降水d值与海冰范围呈显著正相关,而与巴伦支—喀拉海（BKS）反气旋指数呈显著负相关。BGS降水d主要受海冰变化导致的局地蒸发控制,当海冰减少时,局地蒸发水汽增加,贡献了更多低d的降水。增强的BKS反气旋通过绝热下沉增温和向极的水热输送,加强了BGS海冰消融与局地蒸发,降低了降水d值;而较低纬地区输送水汽以高的d值为特征,其对BGS降水的直接贡献有限。该项研究从同位素的视角厘清了局地蒸发与较低纬地区水汽输送对北极降水的相对重要性,不仅有助于理解海冰减少对北极水循环的影响,也对北极古气候重建具有重要启示。     

基于验证性因素分析的台风风暴潮灾害经济损失影响因子优化分析

建立客观有效的指标体系是精准估算台风风暴潮灾害经济损失的途径之一。本文以广东省为案例研究区,用验证性因素分析方法对影响灾害经济损失的危险性、脆弱性、抗灾能力3类风险要素进行指标甄别遴选,并将研究区按照经济发展条件分为3个时段,分别分析不同时段内各个风险要素指标的变化。研究表明,对于不同时段,各风险要素的影响指标变化不大,但与风险要素的关联程度会有差异。与传统的指标体系构建相比,本文结合历史案例构建备选指标更具有事实依据,并且利用验证性因素分析方法进行指标遴选,排除了人为主观因素的干扰,增强了指标与研究对象的关联度,减少了指标冗余,使得结果更具有合理性、科学性,为指标体系的研究提供了一个新的思路。     

慕士塔格山和公格尔山的现代冰川

本文论述了慕士塔格山和公格尔山现代冰川发育的自然条件,冰川物理特征及冰川进退变化情况,对了解帕米尔东缘山区冰川资源及其变化提供了依据。     

辽东湾近岸冰区生态环境初步调查研究

１９９６年１月２６－３１日，在辽东湾近岸冰区选设４个站位进行了一次内容较为全面的生态环境调查研究，其项目包括温度、盐度、ｐＨ、ＤＯ、ＣＯＤ、ＴＯＣ、ＰＯＣ、营养盐、微生物、叶绿素、浮游植物、浮游动物和度栖动物。结果表明，辽东湾近岸冰区营养盐含量丰富，叶绿素ａ含量较低，存在一定数量的浮游生物。海水中硝酸盐、铵盐和磷酸盐含量均为冰中含量的１．５倍左右，海水中硅酸盐含量是冰的４．１６倍，亚硝酸盐和叶绿素     

利用AVHRR和MODIS数据测算海冰资源量——以渤海海冰资源测算为例

论文探讨了利用遥感数据测算海冰资源量的方法,提出了基于GIS技术和光谱特征的海冰信息分层提取法,并测算出2001-01-15的渤海海冰资源储量和可开采量分别为8.19×109m3和4×1010m3,表明渤海海冰作为淡水资源,其数量是相当可观的。论文认为,利用可见光、近红外和远红外波段对海冰资源量测算效果明显;MODIS数据在海冰资源量测算方面优于AVHRR数据。     

遗传双线性模型在海洋冰情预测中的应用

提出了一套建立双线性模型（ＢＭ）的简便方案。用作者研制的加速遗传算法可同时估计ＢＭ模型各参数,成功地解决了ＢＭ建模这一难题,为ＢＭ模型的广泛应用提供了强有力的工具。实例的计算结果说明,这套方法在海洋冰情预测中是可行而有效的,通过利用预测过程中产生的残差信息进行反馈矫正,保证了ＢＭ模型高的拟合粗度和稳健的预测性能,增强了ＢＭ对复杂非线性动态系统的适应性。该方案具有一般性,在各种非线性时序动态预测中具     

月球上发现固态水

月球勘探者’在月球两极发现水冰的存在 ,不仅为人类在月球上建立维持生命系统 ,而且为我们研究地球上水的来源提供了新的线索。本文简明介绍了月球上固态水的探测、分布区、来源及其意义。     

海冰数值预报在海洋开发中的应用

９０年代以来，海冰数值预报的产品被应用到多种领域，如海上石油开发，海上交通运输，海洋工程及海洋环境保护等，并创造了良好的社会和经济效益。本文叙述了海冰数值预报在海洋开发中的应用，特别侧重于局部海区的冰模式，为海洋工程服务以及结冰海区溢油行为和归宿的模拟研究。