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。     

海冰与材料的摩擦系数试验分析

海冰摩擦系数是冰荷载计算中的一个参量，为满足工程设计需要，１９９３年１月对黄河口滨海平整冰与几种材料进行了系列摩擦试验。文中介绍了试验内容和方法。试验结果说明，正压荷载对摩擦系数的影响与试验材料的相对粗糙度有关；拖拽速度对动摩擦系数无影响；冰温对摩擦系数的影响具有规律性，摩擦系数在－５℃时最大，冰温试验结果可用润滑摩擦、干摩擦和冰内盐水体积的理论得到解释。     

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     

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。     

辽东湾多层重叠冰单层厚度的理论分析

多层重叠冰是辽东湾海冰中特有的一种冰类型，它是海洋环境动力作用的产物，本文用力学观点阐明多层重叠冰的形成机制，介绍了弹性板壳压曲破坏模型。全文包括辽东湾冰厚特点，以辽东湾海冰力学性质参数为依据的分析计算结果和结合多年海冰调查结果的讨论。     

基于光学视频的冰区核电海面浮冰监测与分析系统设计

随着能源需求的不断扩大,大型核电工程已逐渐向有冰海域分布。海冰是有冰海域海洋活动的首要灾害性环境要素,冰区核电站正常运行的首要问题是如何保障冷源取水不受海冰灾害影响而失效。本文根据冰区海水直接利用工程的监测需求,分析了光学视频在特定小区域海面浮冰监测中的优势,并基于海冰灾害风险评估的理论框架和信息处理流程,初步设计了冰区核电海面浮冰监测与分析系统。系统建成后,结合实时监测数据和风险评估数据库,可以快速提供冷源取水堵塞风险和预警信息,为企业和有关部门及时有效的采取防灾措施提供依据。     

作用于斜坡结构物上海冰荷载的三维计算

作用于斜坡结构物上的海冰荷载包括两部分：使冰板发生弯曲破坏的分力和使破裂冰块沿斜面上爬的分力。当结构物迎冰面的宽度小于冰的宽度时，冰与结构物之间的相互作用为三维问题。本文分析冰板作用于结构物时的三维破坏机理，建立一个通用的三维计算模式，并计算了给定的海冰条件作用于斜坡结构物上的冰荷载。     

水监测化学实验室中常用去离子水的制作方法

<正> 各行业化学实验室中,水,电是必备条件。而物质分析中均要求用高纯水,去离子水是符合基本要求的。分析项目和操作过程,尤灵敏度高和污染毒物分析都离不开纯去离子水。纯去离子水是避免分析产生差误的前提之一。一、什么是去离子水天然水中溶含杂质,需净化,无机杂质由各种化合物组成,各化合物在水中解离为各种离子。含各种离子成份的水作化验时,必需除掉影响测定结果的各离子杂质,处理除掉这些离子的纯水就叫去离子水或无盐水。     

基于海冰热力学原理的营口海域冰厚演变规律及工程应用

本文依据营口气象站1951年以来的气象观测数据,结合热力学模式HIGHTSI,重现了1951－2018年冬季（67 a）海冰的生长与融化过程。对计算结果进行分析,多年平均冰厚在2月初较为对称,多年最大冰厚约为0.24 cm。自1951年以来最大海冰厚度与平均海冰厚度的减小速率分别为0.255 cm/a和0.076 cm/a,海冰厚度随时间的演变规律为:海冰厚度越大,发生概率最大值对应的年份越早,即大于40 cm海冰厚度的最大概率发生于20世纪50年代,小于10 cm海冰厚度的最大概率发生于20世纪90年代。1951－2018年,每10年的代际海冰厚度分布概率分析结果表明,20世纪70年代为持续的常冰年冰情,20世纪90年代为持续的轻冰年,各海冰厚度的概率呈连续减小趋势;其余代际年份的冰情呈现轻冰年与重冰年的波动变化,各海冰厚度的概率呈减小-增大-减小的规律。本文定量描述了气候变化对营口冰情的影响,为海洋工程设计的海冰参数选取奠定了数据基础。     

作物于斜坡结构物上海冰荷载的三维计算

作物于斜坡结构物上的海冰荷载包括两部分：使冰板发生弯曲破坏的分力和使裂冰块沿斜面上爬的分力。当结构物迎冰面的宽度小于冰的宽度时，冰与结构物之间的相互作用为三维问题。本文分析冰板作用于结构物时的三维破坏机理，建立一个通用的三维计算模式，并计算了给定的海冰条件作用于斜坡结构物上的冰荷载。     

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。     

船载雷达海冰监测及预报技术在辽东湾冰区油轮外输作业中的应用

渤海的辽东湾是世界上典型的海湾结冰区,位于冰区中的石油平台油轮外输作业中,流冰连续不断地漂移、聚集形成堆积冰,给海上油轮的外输作业安全带来严重危害。本文概述了在国内首次利用船载雷达,在该湾冰区石油平台上,现场采用雷达海冰监测预报技术系统,进行遥感海冰数据源的获取,图像的解译和数值化处理,得到流冰类型、冰厚度、流冰密集度、流冰速度、方向、流冰漂移轨迹等要素。同时首次现场实时计算出雷达冰漂流场矢量图,并开展了雷达海冰数值跟踪预报,在冰区油轮外输作业中得到很好应用,为雷达技术对水体和海冰监测和预报、遥感应用新领域提供科学依据。     

面向核电冷源安全的雷达海冰监测系统设计

随着我国首座冰区核电站——红沿河核电站的建成,冰区核电的冷源安全保障技术受到管理者和有关学者的广泛关注。本文根据核电站冬季冰期海水利用工程安全保障的监测需求,分析了雷达在取水口近岸海域监测浮冰的优势,并以雷达技术为核心设计了面向冰区核电站的雷达海冰监测系统,介绍了系统在红沿河核电站中的应用。系统实时提供的海冰信息,可为有关部门采取有效的防灾减灾措施提供依据。     

渤海流冰数值预报系统

随着渤海油气的开发和冰区航行的发展,石油公司和航运部门需要了解详细的渤海流冰的速度和方向。为此,国家海洋环境监测中心海冰室和国家海洋局青岛海洋预报台海冰组经过数年的合作建立了渤海流冰数值预报系统。该系统包括海冰场处理,风场处理,流场预报,流冰场预报和预报产品应用等五大部份。海冰场处理是对接收到的卫星冰图进行数学化处理,得到适用于计算的海冰厚度、密集度等初始场资料。风场处理是把预报出的气压场换算成渤海海面风场。利用流场预报模式对渤海流场进行数值预报。流冰预报场是     

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。     

全国首届海冰学术讨论会在大连举行

为了交流海冰研究的科学成果和工作经验,促使我国海冰工作迅速发展,中国海洋环境科学学会、辽宁省海洋学会和国家海洋局海洋环境保护研究所于1987年8月2日至4日在大连联合主持召开了全国首届海冰学术讨论会。来自全国各地的40多位代表交流了论文28篇。 1969年渤海湾的冰封是我国冰情发展最重的一次,整个渤海湾被冰覆盖,船体被冰挤压     

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。     

极地船舶冰载荷研究方法综述

梳理了船冰相互作用时冰载荷的研究方法,从理论分析法、试验方法和仿真模拟方法三个方向进行了分类综述。首先,阐述了理论分析法中直接计算法和概率法的原理和适用性,着重论述了直接计算法分别在总体冰载荷与局部冰载荷的应用。其次,重点介绍了试验方法中的室内模型试验和实尺度实测的研究成果和进展,并指出试验方法在海冰制备、设备环境等方面的研究难点。然后,比较分析了仿真模拟方法中的有限元法和离散元法,简述了各自的优缺点与适用范围,认为有限元法在分析结构失效、断裂等过程中有一定的优势,但对冰的破碎过程的模拟则不如离散元法。最后,讨论总结了船冰相互作用时冰载荷研究方法发展趋势和存在的问题,为领域学者提供一定的参考。     

南极春季海冰物理对叶绿素控制作用的统计分析

利用2006年南极威德尔海西北海域冬末春初的冰芯晶体结构,和302组冰芯温度、盐度、密度、叶绿素-a、脱镁叶绿素数据,以及冰底面叶绿素a垂直分布数据,进一步确定积雪/海冰厚度、冰内温度、盐度、密度对冰内和冰下叶绿素a的贡献.利用环境制约与生态平衡原理,阐明积雪/海冰厚度通过阻碍光通量对冰底叶绿素的效应,以及卤水体积通过冰温度和盐度体现对冰藻细胞活性的抑制作用.统计分析不仅确立了南极海冰冰内卤水体积-内叶绿素a的逻辑斯蒂上限含量曲线,并体现出粒状冰同柱状冰卤水排泄方式的差异及其对冰底春季叶绿素a快速增长的冰物理贡献.冰藻细胞活性指标小于0.5的仅占4.3%,该数据为南极冰藻是维持南极冰区浮游植物旺发的主导因子提供了重要依据.