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。     

2010年渤海海冰灾害特征分析

2010年中国遭遇到近30年来最严重的海冰冰情,因灾直接经济损失高达63.18亿元,占全年海洋灾害总经济损失的47.6%——海冰成为中国2010年海洋灾害中的主要灾种之一。基于区域灾害系统论,运用气象数据、MODIS图像和社会经济统计等资料,对2010年渤海海冰灾害的特征进行了初步分析。结果显示,以莱州湾结冰范围扩大为代表的渤海海冰分布变化是致灾因子区域危险性增大的主要特征,环渤海地区海水养殖面积和产量的增加是承灾体暴露性增大的主要特征,而总体灾情严重则是二者的综合结果。     

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。     

科学家称海冰消融加速北极增温

据英国《卫报》报道，相关研究已经确认，海冰消融会引发气温上升并形成恶性循环，而这一循环已经使得北极冰面消融速度超过预期。该研究分析显示，海冰面积的缩小对北极地区不正常的暖化负有责任，并再次强调，在北极地区，海冰消融和气温升高已经形成一个正相关的关系，这将进一步加速海冰消融和全球变暖。这一研究将重新引发关于北极地区已经超越一个关键临界点的话题，即海冰消融速度将会大大超过预期速度。大部分的预测表示，到2050年北极地区将会在夏季出现无冰现象，而有些研究模型则认为，北极冰面将会在十年内全部消失。     

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。     

我国海冰的可能最大厚度

我国的渤海和黄海北部近岸海域，每年冬季都有海冰出现，渤海的辽东湾是我国冰情最严重海区。在渤海，特别是辽东湾，海注作用力是海洋工程设计的控制荷载。海注的厚度是计算海冰作用力的重要参数之一。本文根据渤海辽东湾北部鲅鱼圈和盘锦海洋站的气温和海冰观测资料，建立了计算海冰厚度的经验公式，并据此估算了我国平整海冰的可能最大厚度为８０ｃｍ。     

利用灰色系统方法预测水情

本文利用灰色系统方法进行海冰年限预报。该方法不依赖于天文、气象等因素，而是利用历年的冰情等级数据列建立ＧＭ（１·１）模式。该预报方法也可以预报重冰年。     

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。