基于热力数值模式的营口海域海冰单轴压缩强度分布规律

海冰灾害对冰区人类经济活动有着重要影响。本文基于2020/2021年冬季在将军石港观测的海冰温度与海冰盐度数据,结合海冰卤水体积参数化方案,给出基于海冰温度的海冰卤水体积分数评估公式;结合近67年的海冰温度计算结果,重现历年海冰单轴压缩强度演变过程,发现营口海域海冰单轴压缩强度呈减小趋势（0.0027 MPa/a）;分析海冰单轴压缩强度的概率分布,发现20世纪90年代后低强度海冰发生概率增大;评估营口海域20世纪60年代与近十年不同重现期下的单轴压缩强度,发现随着重现期的增大两个年份对应的力学强度差值也越来越大,且规范给出的重现期强度值小于上述计算结果。本文可为冰区经济活动的防灾减灾精细化管理提供科学支撑。     

面向海洋调查与风险评估的冰情数据应用需求分析

本文对冰情监测数据在海冰条件调查、海冰监测、风险评估与预警中的工作需求进行了论述,并从标准规范、技术要求等角度对具体海冰监测要素的内容进行了汇总。面向海洋调查的传统海冰监测主要目的是获取冰情及环境要素数据,开展不同时空尺度的冰情演变规律分析及预测,为用海规划和工程海冰条件确定提供依据。通过2部海洋调查国家标准,以及涉及风电、港口、核电、船舶、石油、桥梁等涉及6个行业6类工程的9部国内外典型标准对比分析,归纳了海冰调查对于冰情监测的要素性需求。对于近年逐渐兴起的海冰风险评估和监测预警的新需求,结合行业内的试行规范和海冰灾害机理,分别分析了区域综合体和产业经济体两类目标的冰情监测需求。面向冰情监测的不同需求可为海冰监测体系发展提供新的需求。     

渤海平整冰抗压强度设计标准的划区分析

为了确定结构泊海冰设计标准，将渤海已划分成九个设计区。本文介绍了某些渤海平整冰单轴抗压强度的经验公式。并从晶体结构方面分析了各经验公式之间的差别，考虑到晶体结构的影响，提出了一个半经验公式用于计算设计强度。在寒潮最低气气温持续期间内、平整冰内存在稳定的热流传热条件。因此可利用传热量计算公式推算出冰盖平均冰温。根据各海区历最低气温的平均值和最低值，结合不同重现期的设计冰厚，文中介绍和推荐了各海区设计     

黄河口低盐度海冰与黄河冰的抗压强度

对黄河口低盐度海冰和黄河冰水平试样进行了系列抗压强度试验。由应力一应变曲线分析了半强正切模量Ｅｃ与主要影响因素的关系。试验结果表明：两种冰韧脆过渡区对应不同的应变率范围；在试验的温度范围，过渡区抗压强度σｃ１ｍａｘ和σｃ２ｍａｘ的量值接近，与辽东湾东部海冰强度相比有明显差别；Ｅｃ随应变率的变化以及过渡区Ｅｃ随温度的变化具有规律性。获得的两种冰抗压强度经验公式和半强正切模量经验公式可用于胜利油田滨海     

ERS—1卫星及其准备中的海冰遥感实验

本文简介了欧空局拟在1991年发射的ERS-1卫星及其星载仪器:合成孔径雷达、雷达高度计、散射计和多通道辐射计。ERS-1卫星数据将包括海冰、波浪、风、水深、灾害风暴、油膜等信息。文中介绍了海冰遥感的发展过程及ERS—1卫星准备中的海冰遥感实验。BEPERS的总体规划制定了研究区和实验基地;实验项目分为机载SAR的飞行实验、辅助SAR的航空遥感和地面观测。BEPERS是成功的,可借鉴其经验发展我国的合成孔径雷达监测海冰技术。     

渤海海冰Modis影像中"伪海冰像元"消除方法的探讨

"伪海冰像元"对渤海海冰范围分布信息的提取产生影响,消除伪海冰像元需要得到一些传感器、大气状况等参数,但往往很难全部得到满足.本文研究了在不知道传感器、大气状况等参数的条件下,通过对数字影像进行实验分析,提取传感器、大气状况引起的脉冲响应函数,并利用该函数结合频域逆滤波和维纳滤波器求解消除非理想脉冲响应的反卷积函数,在空域利用反卷积函数对图像进行逆处理的"伪海冰像元"消除方法.试验结果表明,该方法能够达到降低"伪海冰像元"与其邻域海水像元之间分离度的目的,从而较好的在渤海海区Modis影像中实现分离出"伪海冰像元"的效果.     

关于国外海冰力学性质的实验方法

目前,国外对海冰的力学性质已经做了大量的调查研究工作,其中主要是集中在海冰的抗压、抗拉极限强度和海冰的弯曲、剪切极限强度以及弹性模量和摩擦系统等方面。通过这些工作人们已经知道,影响海冰力学性质的因素很多,最重要的影响因素是冰的温度、冰的晶体结构和加载条件。海冰的密度和盐度对其力学性质也有一定影     

芬兰海冰研究机构简介

芬兰海冰研究机构简介海冰，在芬兰占据着较重要的社会经济和科学技术地位。但其人口只相当于我国的一个中等城市。海冰调查研究也集中在几家，并各有特色。其它一些团体或公司也有针对性地进行些海冰方面的工作，但无稳定性。１芬兰海洋研究所冰服务组该组创建于１９１５...     

渤海海冰作为淡水资源：脱盐机理与可利用价值

我国北部沿海地区缺水问题十分严重,但冬季在渤海及黄海北部形成较大范围的海冰。海冰因其成冰过程中盐分大量析出而盐度很低,可能成为解决这些地区缺水问题的重要淡水资源。论文根据实地观测和室内不同盐度海水的实验分析,阐述了渤海海冰盐度变化和海水成冰脱盐过程,并采用二次成冰脱盐和离心脱盐等方法,分析了海冰经进一步人工淡化的可能性,探讨了海冰作为淡水资源的可利用价值。     

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。     

渤海海冰抗压强度现场试验的采样方法

海冰是一种天然材料,其抗压强度受诸多因素影响。不同的采样与试验方法,可能导致不同的试验结果。所以在分析海冰强度的试验结果时,必须了解相应的试验方法,包括采样方法。另外,为了比较各研究者的试验结果,必须建立统一的试验方法。目前,国际上虽曾建议用较标准的试验方法,但尚未最后认定。而我国目前从事这方面的试验工作甚少,而且方法也不统一,尚处于探索阶段。基于这二方面考虑,我们将     

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HJ-1 CCD数据的海冰时空特征分析——以渤海辽东湾为例

基于环境减灾卫星(HJ-1)CCD数据,对比分析了CCD数据4个波段的不同地物波谱特征,构建了海冰遥感信息提取指数(SII),并将该指数作为一个特征参量与CCD数据的其他4个波段进行支持向量机分类,提取了2012/2013年海冰发展关键期的海冰时空变化信息,在此基础上,结合气象数据分析了2012/2013年冬季渤海辽东湾海冰灾害的时空分布特征。结果表明:海冰的冻结、融化、增长和减弱与冬季气候时空变化特征有密切关系;HJ-1CCD数据能有效提取海冰信息,是海冰监测的一种有效的数据源;基于SII指数的支持向量机遥感图像海冰分类方法对海冰的识别具有较高的精度,能够为海冰监测提供新的技术支撑。     

基于Sentinel-1数据波弗特海域海冰漂移检测技术研究

卫星遥感技术是目前对极区海冰监测的重要手段,随着卫星数据的不断优化,选择适合的漂移算法,提高海冰漂移检测的精度,对我国开展极区海冰运动研究有重要的意义。本文首先基于Sentinel-1遥感数据,采用有效的预处理方法,得到较为准确的数据集。然后针对所得数据集采用SIFT（Scale-Invariant Feature Transform）特征跟踪方法,实现了对时间间隔为1 d的极区海冰漂移的速度和方向监测。最后用浮标数据对本方法进行了验证。结果表明,本文所得漂移矢量与浮标数据所得结果基本一致,与浮标数据的平均误差比仅为8.1%,从而表明该方法可以有效地实现极区海冰漂移检测,且准确性较高。     

辽东湾海冰晶体结构及其内部叶绿素的初步研究

本文介绍了１９９６年冬季首次辽东湾生态环境调查中的海洋背景条件。扼要地阐述了辽东湾海冰一般概况，分析辽东湾冰样晶体结构、存储条件及其与冰内和冰下海水叶绿素之间的关系。辽东湾冰内叶绿素符合其它结冰海区的一般规律。根据辽东湾冰层底部实测盐度变化规律阐明海冰对冰下海水营养盐的贡献。最后对深入开展结冰海区生态环境调查工作的技术、侧重点和意义做了讨论。     

辽东湾东岸海冰物理力学性质的基本特性

海冰物理力学性质研究对涉海经济活动的防冰抗冰有着重要意义。本文基于辽东湾东岸将军石港附近海域的海冰现场观测与力学性能测试，采用控制变量与统计的研究方法，分析了该海域海冰物理性质与力学性质。研究发现，冰面下10 cm位置时的海冰平均温度为-6.98℃、平均盐度为11.8、海冰密度平均值为0.892 g/cm³；冰层24 cm以上表现为粒状冰特征，24 cm以下呈现柱状冰特征。力学性质研究表明，海冰温度对粒状冰过渡区的压缩强度较为敏感，粒状冰压缩强度对加载方向不敏感，粒状冰压缩强度明显高于柱状冰；对于弯曲强度，随着应力速率的增大，弯曲强度为先增大、后减小的趋势；随着海冰温度的降低，弯曲强度峰值对应的加载速率逐渐减小；粒状冰垂直加载的弯曲强度明显高于水平加载。在此基础上，给出卤水体积分数与海冰力学强度的关系图，得出海冰力学强度随卤水体积分数的演变规律。本文工作可为辽东湾东岸海域海洋工程结构的防冰抗冰提供重要支撑。     

气候变暖期间波罗的海海冰的模拟分布及对环斑海豹冬季栖息地的影响

本文调查研究了在目前和未来气候条件下的波罗的海海冰.采用了罗斯比区域大气-海洋模型进行了一系列为时30年的时间片试验.对于两个驱动全球模型HadAM3H和ECHAM4/OPYC3中每一个,都根据SRESA2和B2辐射情景进行一次对照操作(1961～1990年)和两次情景操作(2071～2100年).波罗的海中未来海冰量将平均减少83%.波的尼亚海,芬兰湾和里加湾的大片海域以及芬兰西南群岛的外部将基本上变成无冰区.本文提出的情景是用来研究气候变化对波罗的海环斑海豹(Phoca hispida botnica)的影响.气候变化看来是对所有南方种群的主要威胁.惟一还算不错的冬季海冰生境只限于波的尼亚湾.     

单层平整冰厚设计条件推算方法的比较——以辽东湾JZ20-2海域为例

单层平整冰厚的合理取值是海洋工程海冰灾害风险评估的重要内容。本文利用JZ20-2海域的实测环境数据,分别使用实测冰厚统计分析、海冰区划设计条件、累计负气温法3种方法对该海域的单层平整冰厚进行推算,进而对3种推算方法的结果合理性、安全性与可行性进行了评价。结果表明:对于我国冰区的海洋工程海冰风险评估,宜选用海冰区划方法和实测数据统计分析法,以确定安全合理的单层平整冰厚取值。     

陆源自然平整海冰生长过程中的盐分与孔隙率变化

渤海海冰资源化将为环渤海地区水资源短缺问题的解决提供一种战略途径。研究自然平整海冰在生长过程中的物理性状,可以为海冰开采冰源选取提供理论依据。本文通过实地观测渤海湾沿岸盐场一级沉淀池平整海冰生长状况,基于实测数据分析,得出了海冰生长过程中厚度、盐度、密度以及孔隙率的变化规律。结果表明:温度是影响海冰生长的关键因素;海冰累计厚度与负积温成反比,当平均气温低于冰点时,平整海冰单日生长量与日平均气温成反比,累积冰厚随时间成二次分布;生长初期海冰盐度较高,随着时间推移呈下降趋势;海冰密度和孔隙率随着气温变化而波动,密度整体上(实密度和表观密度)呈下降趋势,而孔隙率呈上升趋势。     

黄河口附近海冰导热系数的室内测试方法

本文介绍海冰导热系数的室内测试原理、方法和首次利用黄河口附近海冰进行的室内测试结果。结合过去的现场测试结果,获得了海冰导热系数在天然冰层一般温度范围内的变化过程。这一过程表明因不同温度下海冰的相成分(纯冰、盐水、气泡)的比率不同,导热系数值也不同。在冰点温度至263K之间,海冰的导热系数则迅速从海水的导热系数上升到接近纯冰的导热系数值。然后,海冰导热系数随温度下降而趋于定值。