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。     

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。     

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。     

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     

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。     

海冰的介电理论与遥感

海冰主要由纯冰、空气泡、盐水杂质和固体盐四种成分组成。文中介绍了海冰主要成分和组合状态的介电理论。海冰介电模型主要是两相态的,即纯冰-空气和纯冰-盐水杂质,根据这种两相态理论介绍了海冰的雷达探测和无源微波探测。     

海冰与建筑材料冻结附着强度的试验研究

在辽东湾地区,当海冰与海上结构物表面冻结在一起时,随海水涨落会对结构物产生冻结附着力。本文介绍了辽东湾海冰与不同建筑材料进行冻结附着强度试验的方法、原理和结果。试验使用了钢材、木材和混凝土三种建筑材料并在-5～-25℃之间五个温度下进行不同剪切位移速率的试验。试验结果获取了冻结附着强度与剪切位移速率、剪应力速率的关系以及冰块接触面积、材料表面粗糙度、吸水性等对各冰温下最大冻结附着强度的效应。     

美国海冰专家来华讲学

应国家海洋局海洋环境保护研究所海冰研究室邀请,美国阿拉斯加州大学地球物理研究所海冰专家沙肯吉(W Sackingcr)教授于1988年4月20-22日来我所讲学。其报告的题目是:“海冰现场测试技术”和“海冰运动与预报技术”。主要介绍了沙肯吉教授本人在这两方面的一些工作经验和国外发展动态。会后,沙肯吉教授与我室海冰工作者就双方在技术合     

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。     

渤海海冰抗压强度的野外实验方法

近几年来,我们在渤海海上和鲅鱼圈、葫芦岛等沿岸做了大量的关于海冰单轴抗压强度的调查研究。随着调查研究的深入,对海冰抗压强度的实验内容和实验方法提出了系统化、标准化的要求。现在,国内有关单位对海冰力学性质实验方法也极为关注。本文目的是通过总结该海冰室在多年野外调查中逐渐形成的,目前的海冰单轴抗压     

海冰对海上结构物的潜在破坏方式和减灾措施

海洋技术的进步保证了海洋开发的不断扩大。而海洋石油业的兴起将带动其它产业的发展,如沿岸港口及火力电站等。不论是渤海和黄海北部的石油资源还是其它近海结构物,都有受海冰威胁的在潜性。历史记载使人们对海冰灾害有所认识,但在冰对结构物的破坏方式,减灾措施方面却了解甚少。本文结合我国海洋开发前景和国内外海冰研究成果,对渤海和黄海北部海洋开发中潜在的冰破坏方式和相应减灾对策作一系统介绍。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于致灾因子指标体系的海冰灾害风险评估和区划方法

中国是世界上受海冰危害严重的国家之一,历史上曾发生过多次严重海冰灾害,造成重大损失。根据我国结冰海区海冰灾害风险的自然过程、社会经济状况和成灾机制,综合考虑致灾因子危险性、承灾体分类、分布及脆弱性以及防灾减灾能力等因素,对海冰灾害发生的可能性及其不确定性等进行综合分析,提出了开展海冰灾害风险评估和区划的理论依据,同时给出了利用致灾因子指标体系对海冰灾害风险进行评估和区划的具体方法。     

海冰预警监测综合信息服务平台设计与实现

冰情及其险情等海冰信息产品的制作与发送是海冰监测工作的重要内容。海冰是渤海及北黄海海域的重要海洋灾害之一,依据政府职能部门、用海企业、社会公众、科研人员等用户对海冰监测信息产品的需求,对海冰预警监测综合信息服务平台建设方案进行研究。通过构建海冰预警监测综合信息服务平台,实现冰情和灾情数据查询、分析、动态显示与发布,以及海冰灾害风险分析与事故应急响应等主要功能,进而实现海上石油平台、滨海核电、高值养殖等典型涉海用户的冰情监测与风险信息的动态管理,以及相关行政区域的灾情信息传送。     

关于冻冰融冰度日法推算渤海冰厚的商榷

结合近几十年来渤海沿岸海洋站的实测冰厚资料，利用冻冰融冰度日法对无冰厚有气温资料年份的海冰厚度进行了推算。通过进一步的分析论证，发现该方法在渤海冰适用性方面还存在几点需说明的问题，即渤海海冰的特殊性局限了它的应用范围。本文介绍对这些问题的一点初浅认识，供有关人员进一步商榷。     

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。