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2003年7～9月，由国家海洋局主持，国家海洋局极地考察办公室组织实施了中国第二次北极科学考察。考察队由“雪龙”号科学考察破冰船承载，前往北冰洋加拿大海盆，考察了北纬80°以南的大范围海域，对北极海洋、海冰、大气进行了全面考察。本书以这次北极考察的数据为基础，全面研究北极正在发生的环境快速变化，分析北冰洋海洋环境对北极快速变化的响应和反馈，提高对北极环境变化过程的认识和理解。
本书适合地球科学领域中研究极地科学、海洋学、气象学、生物学、地质学、地球化学及全球变化的大学本科生、研究生和科研人员阅读。

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• 序
  第一部分 海水物理结构和海洋环流
  2003年夏季白令海峡北向流水体结构研究
  2003年夏季白令海峡和楚科奇海海流特征
  2003年太平洋水在北冰洋加拿大海盆的分布
  加拿大海盆冰下上层海洋湍流系数的估计
  加拿大海盆次表层涡旋的结构和性质
  北冰洋加拿大海盆的双盐跃层结构
  西北冰洋水文学过程的同位素示踪
  参考文献
  第二部分 北极海冰热力-动力学特征分析
  夏季北极浮冰密集度、形态和厚度的空间分布
  夏季北极海冰底面形态和漂流特征
  夏季北极浮冰关键雪热力学过程和参数反演
  参考文献
  第三部分 北极海-冰-气相互作用过程
  北冰洋浮冰区近地层参数
  2003年北冰洋浮冰区大气边界层结构
  北极冰/雪面上湍流通量的模拟及其粗糙度
  北太平洋海冰异常对东亚夏季风和降水的影响
  冬季北极涛动及其与东亚气候变化的关系
  北极黄河站苔原区的短期气候特征
  参考文献
  第四部分 北极海域营养要素的生物地球化学循环和碳循环
  2003年白令海、楚科奇海水化学要素分布特征
  加拿大海盆营养盐极大现象及其形成机理初探
  白令海与西北冰洋碳循环及其对北冰洋生态系统的影响
  西北冰洋颗粒有机碳的输出通量
  北极陆架沉积碳埋藏及其在全球碳循环中的作用
  参考文献
  第五部分 北极海洋生态系统与生物多样性
  北冰洋与白令海浮游植物现存量和初级生产力
  西北冰洋浮游动物生态特征研究
  北极加拿大海盆浮冰生物群落结构和分布
  北极高纬海域海冰和沉积环境微生物多样性研究
  参考文献
  第六部分 海洋沉积与古海洋学研究
  北冰洋加拿大海盆海洋沉积物特征
  北冰洋加拿大海盆黏土矿物的分布特征
  楚科奇海陆架重金属沉积研究
  北极海域环境变化的有机地球化学记录
  白令海的古海洋学研究
  北冰洋西部的古海洋学研究
  参考文献
  第七部分 北极大气环境与污染
  北冰洋夏季海洋边界层气溶胶化学
  北极碳质气溶胶及大气污染
  北冰洋大气Hg及春季Hg雨形成机制
  北太平洋及北冰洋多溴二苯醚类溴代阻燃剂的研究
  北太平洋及北冰洋“六六六”类有机氯农药的研究
  参考文献
  作者名录