极地野外考察

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2017年极地野外考察

时间:  2018-02-13 11:10  点击:  
1巴罗综合研究站野外科学考察
  2017年4月2日-6月15日,实验室助理研究员张玉兰、中国科学院大学副教授窦挺峰、中国气象科学研究院博士生韩微和张琦等4人参加了北极冰冻圈与环境巴罗综合研究站(简称巴罗站)野外科学考察。主要开展了以下观测:
  1)阿拉斯加中部积雪样品采集、单颗粒采样;
  2)海冰消融过程及影响因素观测;
  3)海冰及上覆积雪理化特征观测;
  4)海冰表面DOC生物可利用性实验;
  5)无人机观测(海冰表面地形、雪脊、乱冰区、开阔海域等等)。
  为深入研究北极地区碳质气溶胶的形貌特征,科考队员在海冰区进行了单颗粒样品采集(共计60个)。同时,在楚科奇海海冰表面进行了连续的积雪样品采集,并在巴罗周边地区开展了积雪样品采集工作,获得积雪样品161个,用以测试积雪中的黑碳有机碳、重金属元素等环境指标。在海冰表面进行了DOC生物可利用性实验,获得样品12个。同时采集了海冰上层样品用以分析其中给的吸旋光性物质含量。由于海冰上层吸旋光性物质一旦形成不会发生显着的变化,在观测初期、中期、末期各采集了一个海冰表面样品。2017年4月19日-23日,科考队员在阿拉斯加中部地区开展了积雪样品的面上采集,共获得积雪样品27个,单颗粒样品15个。

图34观测区域示意图


图35 冰上观测开始前的准备工作



图36海冰反照率及上覆积雪理化特征观测
 
2.格陵兰东北快速冰流区East GRIP深冰芯计划
  自2016年,实验室先后派6人次参加格陵兰东北快速冰流区East GRIP深冰芯计划冰芯野外与室内研究。2017年5-6月徐建中研究员,及6-7月张琦硕士研究生参加了野外冰芯钻取,目前冰芯已钻取893米,该深冰芯预计于2018和2019年两个夏季钻透冰盖,2017年10月30日,杜志恒博士在根本哈根大学参加了EGRIP冰芯国际科学委员会年会,并提交了中国2018年度野外参与申请。实验室将继续安排相关人员参加2018-2019年野外冰芯钻取等工作,进而开展冰芯记录与冰盖动力学相结合的前沿性研究。

图37 张琦参加EGRIP冰芯分样
3.中国第33次南极科学考察
  2016年11月2日—2017年4月12日杜志恒助理研究员参加了中国第33次南极科学内陆冰川学考察,考察内容及进展简述如下: 
  1) 考查内容
  本次科考主要完成以下五个方面的考察内容:1)中山站-Dome A断面冰川物质平衡观测;2)中山站-Dome A断面及Dome A雪冰样品的采集;3)参与Dome-A深冰芯钻探;4)在距离中山站180 km、1100 km和昆仑站附近安装自动气象站各一套;5)上海-中山站断面气溶胶采样,以及中山站气溶胶采样,共计16组(176个)用于揭示断面与站点气溶胶离子与金属浓度时空分布。
  2) 现场执行情况
  (1) 中山站-Dome A断面冰川物质平衡观测
回程期间,对昆仑站—中山站考察断面1250公里上每隔2公里的物质平衡花杆进行了监测,监测内容包括测量花杆高度、表层雪密度、15cm处雪温和气温等,共获取了610组物质平衡相关数据。
  (2) 中山站-Dome A断面及Dome A雪冰样品的采集
  中山站—Dome A断面及Dome A雪冰样品的采集是此次断面考察冰川学考察的重点,样品采集的内容包括去程时采集的表层雪样品(稳定性Sr-Nd-Pb和放射性I同位素)、回程时的表层雪(用于常规离子和痕量金属等测量)样品及浅冰芯样品等,各类样品获取情况简述如下:
  (a) 雪坑样品,共采集4个雪坑,总样品量320个。每个雪坑的详细信息分述如下:雪坑A,时间:2016.12.18,地点:72°41′09.98″S; 77°29′16.04″E;海拔2469 m,距离中山站387 km雪坑深度:3m,样品量:60个;雪坑B,时间:2016.12.24,地点:76°36′47.18″S; 77°01′47.33″E,海拔2862 m,距离中山站829 km,雪坑深度:3 m,样品量:60个;雪坑C,时间:2017.01.08,地点:昆仑站南1km,雪坑深度:5.0 m,样品量100个:①常规化学离子与金属样品,Nalgene 250ml HDPE瓶子150个,倒序采样,5cm/个,共4.5m;②I同位素,5 cm/个,共100个; 雪坑D,时间:2017.01.08,地点::70°13′00.00″S; 76°38′58.00″E,海拔1337 m,距离中山站102km,雪坑深度:2 m,样品量:40个;
  (b) 表层雪样品,共获取表层雪样品130个,常规离子样品与痕量金属样品测试(500ml Nalgene HDPE样品瓶)。
  (c) 浅冰芯样品获取,在Dome A获取浅雪芯2支,共计20m;回程距离中山站202公里处钻取浅冰芯一支,长度为8.0 m。
  (3) 沿上海-中山站航线,以及中山站共计收集气溶胶16组,176个样品。
  3)参与Dome-A深冰芯钻探
  与其他冰芯钻探组成员一起完成了本年度的昆仑站深冰芯钻探任务,本年度成功钻取冰芯140余米m,实现了中国南极冰芯钻取深度上的历史突破,钻取深度目前为800米,为我国第一支深冰芯的顺利钻取奠定了坚实基础。
  目前,雪冰样品已经完成常规离子与Sr-Nd-Pb同位素测试,初步结果表明:南极中山-Dome A断面粉尘来源空间差异,数据结果表明,澳大利亚是该断面主要粉尘来源及其污染源。

图38 南极昆仑站气象站安装

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