《极地科学进展（英文）》第36卷第1期文章导读

      《极地科学进展（英文）》第36卷第1期于2025年3月出版，刊发文章8篇，其中，“Articles”文章3篇，“Reviews”和“Trends & Letters”文章各2篇，“Opinion Editorial”文章1篇。本期内容已在极地业务平台(aps.chinare.org.cn,免费全文下载）、维普(www.cqvip.com,免费全文下载)、中国知网(www.cnki.net)、万方数据(www.wanfangdata.com.cn)、超星(qikan.chaoxing.com)上发布。

图：第36卷第1期封面

(1) 北冰洋内波研究的新视角

在全球气候变暖背景下，北冰洋内部热含量显著增加，而海洋热量分布的微小改变直接影响海冰物质平衡与未来演变。但受北冰洋表层混合层以及冷盐跃层的阻隔，内部热量的向上释放依赖于有效的垂向混合机制。作为垂向混合的主要能量来源之一，内波在北冰洋的混合过程中扮演关键角色。受高纬度地理条件与海冰覆盖的影响，北冰洋内波比中纬度海洋内波更为独特。然而，因北冰洋环境的快速变化以及观测数据的稀缺等原因，当前学界对北冰洋内波的演变规律及内在物理机制的认识较为有限。本文围绕风生近惯性波、内潮、高频内波等典型内波过程，概述北冰洋内波的最新研究进展以及尚待解决的科学问题，旨在为“新北极”背景下，研究北冰洋内波演变规律和内在机制提供新的研究视角。

Citation: Li Q. A new paradigm of internal wave in the Arctic Ocean. Adv Polar Sci, 2025, 36(1): 1-4, doi: 10.12429/j.advps. 2024.0027

(2) 气候相关气体及其对极地海洋的气候和环境影响研究综述

二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、一氧化二氮（N₂O）以及二甲硫醚（DMS）均为具有重要气候效应的气体，IPCC历次报告均持续跟踪报道上述气候相关气体。由于极区对气候变化的放大和反馈作用，上述气体在极区海洋的循环和源汇格局尤其引人关注；然而，上述气体的极区源汇格局和调控机制仍不十分清晰，各种气体之间相关关系和耦合过程和净气候效应仍鲜见报道。本文对上述气候相关气体在极区海洋的研究进展进行总结，指出已有研究的不足并提出后续研究的建议。

引用：Zhan L Y, Ye W W, Yan J P, et al. Climate-relevant gases and their impact on the climate and environment of polar oceans. Adv Polar Sci, 2025, 36(1): 5-17, doi: 10.12429/j.advps.2024.0038

(3)  极地微藻的适应性、培养及其商业前景

极地微藻是一类能在寒冷和极端的栖息环境（极地的海冰、冰川、湖泊和雪）生存的微生物。作为主要食物来源，它们是极地生态系统重要的基础。虽然，极地微藻在生态学上具有重要意义，但相对热带和温带微藻而言，它们仍未被充分开发和利用。这主要受限于极地环境下采样与保藏的难度。近年来，极地微藻独特的适应机制及其在多个领域的应用潜力引发广泛关注。本文综述了极地微藻的生存策略及其在医疗保健和其他领域的商业应用，并概述了极地微藻的加工过程（从培养到生物活性化合物的提取）。作为一个快速发展的领域，极地微藻研究的需求日益增长，由此发挥其在多个领域的应用潜力。

引用：Chia K F, Wong C Y, Koh R Y, et al. Adaptations, cultivation and commercial prospects of polar microalgae. Adv Polar Sci, 2025, 36(1): 18-40, doi: 10.12429/j.advps.2024.0033

 (4) 北极海冰快速减少中热力过程的主导作用与动力过程的接力效应

热力与动力过程（Thermodynamic and dynamic processes, TDP）对北极海冰的快速变化具有显著调控作用，且两者存在复杂的相互作用。本文基于美国国家冰雪数据中心（NSIDC）数据和美国华盛顿大学泛北极冰-海模拟与同化系统卫星海冰浓度和海冰厚度（PIOMAS）数据，量化了1989—2021年北极海冰体积收支，发现热力过程主导北极海冰收支的季节性变化，尤其是边缘冰区；动力过程的贡献不足热力过程的一半，其影响在冬季最强、夏季最弱，与海冰漂移环流密切相关。TDP呈现相反的季节变化特征：动力过程在超前21天时与热力过程的负相关性最强，而在强热力过程发生后，动力过程响应增强并于76天后达到峰值，两者在融冰季存在季节内耦合特征，动力过程可能延续并放大热力过程引发的海冰变化。此外，过去30年间，热力过程在夏秋季显著增强，动力过程在夏季减弱、但在秋初增强。

引用：Ding R C, Huang F, Shi J, et al. Modulation of dominant thermodynamic processes and relay dynamic processes in Arctic sea ice rapid melting. Adv Polar Sci, 2025, 36(1): 41-50, doi: 10.12429/j.advps.2024.0035

(5) 俄罗斯国家永久冻土背景监测系统的建立和初步成果分析

2022年，俄罗斯联邦开始建立一个永久冻土背景监测系统（RNS BPM）。该系统的建设预设三个目标：(1)收集气候变化对冻土影响的数据，(2)为气候-冻土反馈评估提供数据，(3)为基于模型的冻土数据同化系统提供数据输入。该系统计划包括30个活动层监测点和位于现有气象站附近的140个钻孔。截至2024年10月，该网络由38个站点组成，覆盖区域从北极高地岛屿到阿尔泰山脉，并横跨西伯利亚西部和东部。这些站点中，零年振幅深度的最低记录温度为−11.3 ℃，最低活动层厚度为0.3米，与新西伯利亚群岛相同。在大多数钻孔中，在零年振幅的深度以下存在一个正的垂直温度梯度，这表明气候变化导致上部永久冻土层持续变暖。在9月份观察到年最大活动层厚度，仅有2处例外。融区是在萨莱克哈德和阿尔泰的钻孔中发现的，其永久冻土层的上边界深度为6–10米。

引用：Demidov N E, Anisimov O A, Anisimov M A, et al. Conception and first results of the Russian National System of Background Permafrost Monitoring. Adv Polar Sci, 2025, 36(1): 51-60, doi: 10.12429/j.advps.2024.0036

(6) 基于Transformer模型的极光弧骨架提取方法研究

研究不同的极光形态有助于理解空间中的物理过程及其背后的机制。极光弧是最亮和最显著的极光形态之一，但由于难以精确定义极光形状的边缘，极光弧骨架提取成为一种替代性表示方法，用于研究极光的形态学特征。骨架能够从复杂的极光形状中提取出关键的形态特征。由于Transformer模型在处理图像数据时，能够更好地理解整体形态与细节之间的关系，由此提出了一种基于Transformer的极光弧骨架提取方法。该方法结合了基于脊线引导的注释，通过训练Transformer骨架提取网络，来估算极光弧的数量。实验结果表明，基于Transformer的模型能够更有效地捕捉极光弧的结构信息和局部细节，尤其适用于处理复杂的极光形态。该方法为极光形态学研究提供了新的视角，并在极光图像分析中展现了出色的性能。

引用：Wang Q, Zhang W, Miao M. Transformer-based skeleton extraction from all-sky images for estimating the number of auroral arcs. Adv Polar Sci, 2025, 36(1): 61-73, doi: 10.12429/j.advps.2024.0029

(7) 极地气-冰-海协同监测技术及应用

北极和南极地区是全球气候变化的敏感地区。监测这些地区的气候和生态变化已成为应对全球气候变化和确保人类可持续发展的迫切需要。因此，发展面向极地考察的气-冰-海自动观测技术，开发长周期、多尺度、无人化的气-冰-海观测/监测设备成为了当前极地科考领域的重要议题。本文介绍了已研发的无人冰站观测系统、极地无人机自主观测平台、冰-海两用浮标、温度链浮标和适用于极地极端环境的风光储氢清洁能源发电系统。此外，对极地协同观测网络收集的气象、海冰和洋流数据进行了初步的分析。

引用：Dou Y K, Zhao J L, Liu G X. Technologies and applications of polar air–ice–sea synergistic cooperative monitoring. Adv Polar Sci, 2025, 36(1): 74-83, doi: 10.12429/j.advps.2024.0016

(8) 第14届南极地球科学国际研讨会将大力促进极地地质科学研究和知识传播

第14届南极地球科学国际研讨会（ISAES）将于2025年8月18日至25日在智利蓬塔市举行。本次ISAES旨在系统总结南极地球科学的现状和趋势，呼吁南极科学家分享各自在南极地质、气候和生态系统方面的最新研究成果和见解，共设立南极地质学、构造学和行星联系，冰盖、气候、海洋和地球圈的相互作用，现在和过去的生物多样性、生态系统动力学和气候相互作用，地球科学技术和遥感技术的进展，南极洲与全球地球系统5个专题。期待本次会议深入交流南极地球科学在气候变化方面的最新进展以及局限性和不足，同时探索此领域的国际合作以推动其未来的发展。

引用：Carrasco J F, Casassa G, Gimenez I, et al. XIV International Symposium on Antarctic Earth Sciences: an opportunity to share and increase our knowledge of polar geoscience research. Adv Polar Sci, 2025, 36(1): 84-86, doi: 10.12429/j.advps. 2025.0002

来源：中国极地研究中心（中国极地研究所）