摘要：Dome A是南极冰盖的最高点,由于其海拔高度高和温度低,天文学家预计其将是地球上最好的天文台址之一,南极Dome A将为天文观测提供一个绝佳的窗口。但仪器设备需要从中山站通过雪橇长途运输运至Dome A,道路异常恶劣。基于南极巡天望远镜的改正镜系统,设计了一套适合南极Dome A运输的精密仪器减振系统。首先介绍了Dome A的道路冲击振动实测结果,包括对振动和冲击加速度时域和频域信号的分析,其次对改正镜系统进行了动力学分析,再次根据南极Dome A运输道路的特点完成了减振系统的设计和制作,并对减振系统进行了动力学模拟分析。最后通过在南极实测的数据对比,验证了减振系统有效性。

摘要：Dome A是南极内陆距海岸线最遥远的一个冰穹,具有极为重要的科考价值,但是从上海中国南极科考基地出发前往Dome A的道路振动加速度值十分巨大。首先,分析了从上海到南极的运输振动环境,确定了从南极泰山站到Dome A为重点的缓冲包装的关注范围,并提取了该区间测得的最大加速度值;其次,以南极巡天望远镜主镜室为包装减振对象,设计了一套双层隔振的浮筏式减振系统用于南极内陆地区的运输,根据相应的最大振动加速度值确定了减振系统的相应参数;最后,对其进行了静力学和动力学的模拟分析。2013年冬季在中国漠河地区进行了减振系统的运输实际测试,测试结果显示,该套系统可以满足南极巡天望远镜主镜的运输安全需求。

摘要：针对南极泰山站极寒、大风、高原缺氧等极端气候条件,设计高可靠性、高耐候性微电网系统整体架构,根据现场使用环境,研究并仿真计算了微电网系统的必要运行参数和安装实施方式。泰山站多能互补微电网系统研制突破了极端气候条件下太阳能和风能发电能力设计、光伏板防堆雪设计、多能互补微电网系统控制设计等关键技术,研究设计了在无人值守条件下能够自主运行的智能控制平台,通过并网运行与离网运行两种控制模式,构建了高效稳定的风、光、燃、储多能互补型智能微电网系统。系统安装在南极泰山站现场进行了验证性试运行,结果表明微电网系统的各项功能指标均能达到设计要求。南极泰山站多能互补微电网系统的验证性建设和成功试运行为我国在极地地区开展可再生能源利用起到良好的探索和示范作用。

摘要：利用201i年全年的南极地区的COSMIC掩星资料，反演了大气温度剖面，进而提取对流层项参数（温度和高度），定量分析了南极地区对流层顶的时空变化特征。在南极地区，温度递减率对流层顶比最冷点对流层顶更准确，且掩星反演法与臭氧、无线电探空仪等结果基本一致。南极对流层顶整体表现为位相相反的一波结构，温度变化范围为200～230K，高度变化范围为9～11km。南极地区对流层顸在冬季和春季“消失”，在夏季和秋季出现逆温层。南极地区对流层顶温度在冬季和春季表现出明显的梯度特征，纬度方向上，极点附近低，四周较高；经度方向上，西南极地区较低。

摘要：利用南极区域内的中国中山站GPS常年跟踪站(ZHON)和国际GPS服务站GPS观测数据,计算出2000—2006年期间南极地区上空高精度电离层电子总含量值,分别对极光区内、极光区外、极隙、极盖区的电离层电子总含量进行分析比较。结果表明,极光区外的电子总含量峰值要大于极光区内,极光区内的电子总含量峰值又大于极盖区,而每日电子总含量谷值(即最小值)则相差并不明显,这一空间分布特征与不同位置的不同太阳入射角以及地球磁场在高纬地区具有的特殊构型有关。

摘要：利用球冠谐函数和时间序列分析实现了南极地区电离层预报。首先,通过南极地区的GPS实测数据提取高精度的电离层总电子含量,并建立了极区球冠谐函数模型;然后,对不同时间段形成的模型系数时间序列进行了谱分析得到周期项,利用傅里叶三角级数拟合并预报趋势项;最后,利用时间序列分析理论中的ARMA(p,q)模型对剔除了趋势项的随机信号部分进行预报。结果表明,一天内电离层预报精度在1TECU,三天内在1.5TECU。

摘要：通过分析南极泰山科考站特殊的地理环境、气象地质条件、建筑造型以及施工条件等,经过创新设计和多种方案比较,提出了南极泰山科考站的建筑、结构设计方法及施工技术措施,解决了耐低温钢材的选用、结构体系布置、基础设计、断热桥节点设计、装配式施工方法等关键技术难题,为南极泰山科考站的顺利建设提供了必要的技术支撑,也为我国后续南极科考站的建设进行了有益的探索。

摘要：大视场快速巡天是时域天文学研究的重要观测手段,南极地区每年数月连续黑夜使其成为短时标时域天文学观测的理想台址.在南极工作的光学望远镜需要应对极低气温、无人值守、供电和网络传输受限等严峻挑战.针对上述情况,设计并研制了基于漂移扫描CCD技术的南极时域天文观测阵原型机,其基本思路是:(1)在大视场光学望远镜上安装具有漂移扫描功能的CCD相机,无需驱动机构也能探测到暗弱天体,系统可靠性高;(2)将整个光学望远镜系统和控制处理计算机放置在一个有封窗玻璃和加热设备的可控温圆顶内,系统无需耐低温元器件,建造成本低;(3)在本地进行图像预处理,只将处理结果通过网络发回国内,无需高速网络;(4)利用CCD相机和计算机工作时的散热作为辅助加热措施,能源利用率接近100%,系统功耗较低.2022年10月,口径18 cm的原型机跟随中国第39次南极科考船前往南极中山站,在南极低温环境下已稳定可靠运行大半年,即使面对南极中山站恶劣天气环境(本观测季最低气温-37.3℃,最高风速38.6 m/s),原型机运行稳定,像质优异,体现了漂移扫描CCD技术在极地天文观测领域应用的巨大优势.原型机的试验观测结果为后续在南极建设时域天文观测阵奠定了坚实基础.

摘要：海浪风险分析是保障海洋科考调查活动安全的重要手段,现行海浪风险研究主要是面向沿海地区的海洋工程,利用波浪极值统计分析技术推算重现期,而海洋科考调查与海洋工程的波浪适应性区别较大,故现有极值方法不适用于海洋科考调查活动。本文提出了一种面向海洋科考调查的海浪风险分析方法,综合考虑了海浪事件危险性和海洋科考调查脆弱性,构建多级海浪事件危险性评价指标体系,研究海洋科考调查作业脆弱性分析方法,构建海浪综合风险评估模型,绘制形成海浪风险等级区划。该方法在南大洋宇航员海及其附近海域进行了应用验证,提出的模型方法可以有效地评估海浪风险,能为海洋科考调查站位设计、作业窗口期规划、航线规划等工作提供有效支撑。

摘要：极地冰下温度剖面的观测可为极区科学考察站的建设、南极冰下湖资源的开采等工程提供重要依据。近年来,国内外研制的温度观测系统,主要针对北极海冰环境设计,而南极冰盖下的温度场观测鲜有提及。本文提出一种在南极地区恶劣环境下,基于半导体温度传感器的冰下温度场分布观测系统。通过对电路结构和软件控制流程的设计,解决低温环境下能源消耗过快的问题。针对南极冰盖下单总线信号长距离传输困难的问题,对传输线缆进行分析,重新计算并依据结果调整硬件结构与程序。为检测系统能否满足观测需求,进行了温度精度与系统功耗的测定实验,达到数据稳定回传的目的。系统于中国第35次南极科学考察期间布放在我国南极昆仑站区域,获得超过6个月的南极冰盖温度场观测数据。