北极海冰数值模拟研究述评

根据国内外近年发表的主要文献,详细介绍北极海冰数值模拟工作的最新进展。综合评述各种主要动力学模式的特点和不足,指出与数值模式有关的主要物理问题,重点介绍海冰模式所特有的问题以及海冰数值模拟工作的发展方向。对以往的数值工作和海冰数值模拟的主要问题进行了总结,并在理论和实践方面进行了深入探讨,有助于我国相关工作的开展。     

2002～2003渤海海冰数值预报

海冰数值预报是海冰业务预报的主要方法之一。国家海洋环境预报中心建立了业务化的渤海海冰数值预报系统，并进行了多年的业务化运行。随着我国卫星遥感事业和数值天气预报技术的发展，海冰预报系统也在不断发展中。本文介绍了2002～2003冬季应用HY—1卫星海冰遥感和T213数值天气预报模式产品对该海冰数值预报系统的改进，对2002～2003冬季海冰数值预报的结果进行了分析和比较。     

2005～2006年冬季渤海海冰数值预报

本文概述2005-2006年冬季渤海冰情。介绍该冬季业务化海冰数值预报工作和应用PIC模式开展海冰数值后报试验,其业务化海冰数值预报的客观检验结果满足业务预报精度指标。     

渤海海冰卫星遥感监测业务系统

本文介绍了我们在微机图象处理系统上开发的海冰卫星遥感监测业务系统以及海冰多数提取的方法。核系统的功能包括卫星数字信号的实时采集、预处理、图象处理、定量数值处理以及形成多种形式的海冰遥感产品。三年来系统运行正常,获得了系统的海冰遥感资料,在海冰业务预报和数值预报试验中发挥了作用。     

渤海结冰海区溢油行为数值模拟

基于溢与海冰,水,大气的相互作用原理,建立了渤海结冰海区溢油行为数据模式,该模式模拟子结冰海区中油的输运过程,与国外有关模式相比更加重视冰场和冰速场的作用。海冰及潮流模式及采被实况检验过的渤海海冰数值预报模式。     

极区海冰温度剖面测量技术研究

极地环境要素的变化对全球气候变化起着关键作用,极区海冰结构及其性质,对全球热交换有着深刻影响.极区海冰温度链的研制,可以为实现长期极区海冰剖面温度观测平台研究提供关键的技术和手段.目前,国外用于海冰温度剖面测量的温度链已经成熟,而国内还没有相关成熟产品,因此,研制测量海冰温度剖面的温度链有其重要性和必要性.文中介绍了用于极区海冰温度剖面测量技术的研究成果.     

2012—2013年冬季渤海海冰数值预报

介绍了2012—2013年冬季的渤海冰情,通过对海冰增长和消融过程以及各海区严重冰期冰情的综合分析,该年度冰情总体上较常年偏重。总结该年度渤海海冰数值预报情况,客观检验结果表明,数值预报保证率满足海冰业务化预报的精度指标。针对海上生产需求研发了小区域高精度海冰数值模式,对工程作业区域具有较好的预报能力,为保障冬季渤海生产安全发挥了积极作用。     

2004～2005年度冬季渤海海冰数值预报

本文简要介绍了2004-2005年度冬季渤海的天气与冰情,总结了该年度海冰数值预报情况,对Nudging同化方法在海冰数值预报中的应用结果进行了对比分析。     

渤海海冰业务数值预报系统

海冰业务数值预经过二年不断改进、完善和提高，目前已经建立了包括大气、海洋和海冰模式在内的数值预报系统及资料管理、业务预报和微机通信一体化的预报服务系统。海水数值预报作为一种新的预报手段将产生明显的社会和经济效益。本文分别介绍海冰数值预报系统，业务运行，预报产品通信传输，资料管理和预报产品检验方案。     

质点-网格海冰模式在渤海的数值预报试验

在海冰动力学和热力学的研究基础上,开发应用于渤海的质点-网格海冰模式.该模式采用质点-网格法,有效地避免了传统海冰模式的数值扩散问题.该模式采用冰厚分布函数取代传统渤海业务海冰预报模式中平整冰、堆积冰和开阔水的三类海冰分型.应用质点-网格海冰模式对2003年～2004年冬季渤海冰情进行了业务化逐日数值预报试验,并对预报结果进行统计检验和分析比较.     

南大洋威德尔海海冰生物的调查研究方法

海冰藻类常常是流冰的一个重要组分。近年,南极冰藻的生态学及其在南大洋总生产力中所起的作用,正日益引起人们的关注。由于有关学科的渗透和新技术的引用,南极冰藻的调查研究方法渐趋完善。本文简要地介绍已为西德等国公认和采用的南大洋威德尔海海冰生物的调查研究方法,并结合美—苏威德尔海冰     

芬兰的海冰预报和服务

本文介绍在芬兰访问和合作研究期间所了解到的海冰预报和服务情况。特别是芬兰冰服务中心的工作,海冰预报在生产中所起的作用以及和生产部门的关系,现在所使用的业务数值预报摸式。着重举例说明业务系统各环节。     

海冰运动研究进展综述

对海冰运动研究的主要进展进行综合评述:概述了海冰运动学研究的发展情况,重点对海冰运动的数值模拟、浮标观测、卫星遥感、雷达图像监测和数字图像监测等技术的发展历程和关键研究成果进行总结,并根据近几十年海冰运动发展现状,立足于实际需求,考虑技术发展水平,讨论海冰运动未来研究趋势。基于现场和遥感观测开发具有更高时间、空间分辨率的海冰运动模式将是未来研究侧重的方向。     

车载海冰灾害应急监测集成系统

介绍了车载海冰灾害应急监测集成系统的研究背景和国内外相关研究现状,重点介绍了车载海冰灾害应急监测集成系统的开发实施情况,并结合我国海冰应急监测的现状,提炼出车载海冰灾害应急监测研究中需要的关键技术;同时,以2009—2010年冬季菊花岛附近海域现场海冰监测为典型案例介绍了系统的实际运行情况和产生的社会效益。     

海冰动力学的混合拉格朗日-欧拉数值方法

综合考虑欧拉坐标下有限差分法(FDM)在海冰动力学计算中的效率,以及拉格朗日坐标下光滑质点流体动力学方法(SPH)对海冰流变行为的精确模拟,本文发展了一种海冰动力学的混合拉格朗日-欧拉(HLE)数值方法。该方法首先在拉格朗日坐标下将海冰离散为若干个具有厚度、密集度的海冰质点,并由这些海冰质点通过Gauss函数对欧拉网格上的海冰参量进行积分插值;然后,在欧拉坐标下对海冰动量方程进行差分计算以确定各网格节点的海冰速度,并由此采用Gauss函数积分插值出拉格朗日坐标下各海冰质点的速度分布;最后,通过对海冰质点运动和分布的计算,确定出各海冰质点的位置、厚度和密集度等参量。采用该HLE方法对规则区域内的海冰堆积过程和涡动风场作用下的海冰动力演化趋势进行了数值试验;最后,采用该HLE方法对渤海海冰的动力过程进行了72h数值模拟,其计算结果与卫星遥感图像和现场观测资料吻合较好。以上计算结果均表明该HLE方法在海冰动力学数值模拟中具有较高的计算效率和模拟精度,可用于海冰动力过程的数值模拟。     

卫星遥感海冰监测技术研究课题通过验收

国家海洋高新技术项目《卫星遥感海冰监测技术研究》课题于２０００年１２月８日通过验收。在多源海冰遥感信息获取、复合分析研究、海冰数值模式与遥感资料结合等方面均取得可喜成果，建立完善了实时接收ＮＯＡＡ／ＧＭＳ微机接收处理及海冰参数分析、雷达卫星／ＳｅａＷｉＦｓ数据显示处理分析、海冰数值预报软件包及海冰数据与图像库。该课题是在国家海洋环境预报中心刘建强研究员主持下完成的。卫星遥感海冰监测技术研究课题通过验收@刘纪元     

我国海冰观测预报及其应用综述

文章介绍我国渤海和黄海北部海冰灾害的概况以及包括观测内容、数据获取和观测产品在内的我国海冰观测预报工作的基本情况;以俄罗斯和加拿大为例介绍国外开展海冰观测预报和信息产品应用的经验,同时介绍国际海冰组织开展工作的情况。结合我国经济发展和"一带一路"建设需求,对我国海冰观测预报工作提出建议,即扩展观测预报区域,做好信息发布;扩大信息应用领域,研发内容更加丰富的信息产品;加强国际交流合作,借鉴和应用国际经验。     

海冰对海浪影响研究综述

受全球气候变化的影响,极区海浪尤其是北极海浪在过去几十年发生了显著的变化,使得海冰边缘区海冰与海浪的相互作用愈发显著。本文从物理海洋学的角度出发,较系统地总结了海冰对海浪作用研究的国内外现状,从理论和实测的角度分别探讨了海冰对海浪能量的耗散及其引起的波动频散关系的变化,同时分析了当前海冰覆盖海域海浪的数值模拟与现场观测研究,指出了未来开展有冰海域海浪数值模拟与预报所面临的主要问题,并对该方向今后的研究做出展望。总体来看,尽管海冰对海浪作用的机理复杂且与海冰类型高度相关,但是海冰对海浪能量的衰减与传播距离基本呈指数关系,并且海冰会一定程度上影响海浪的传播速度。未来依然需要更多不同海冰类型下海浪的观测数据以开展进一步的机理分析、模型检验和参数校准,进而实现高精度的业务化预报。     

渤海海冰热力过程处理

针对渤海海冰的生消漂移规律,以及对海冰数值模式延长预报时间、增强预报时效的要求,本文推导了与之相适应的海冰热力学过程的数学描述。并在考虑海冰中短期变化规律的基础上,对太阳短波辐射、净长波辐射及海洋热通量,提出以日平均量代替一个时间步长内的平均来进行处理的方法。个例研究表明该方法有较好的模拟能力,这为海冰数值预报延长预报时效提供了有效的保障。     

“海洋1号”卫星在海冰监测和预报中的应用

“海洋1号A”卫星是我国发射的第一颗海洋卫星.2002~2003年冬季,该卫星首次应用于我国渤海海冰监测和预报.建立了从卫星1B级数据开始的海冰反演系统,提供海冰遥感图像和海冰密集度、冰厚与冰外缘线数值产品,作为渤海海冰监测和海冰数值预报初始场的重要信息来源,以及海冰预报质量检验的参考依据之一.介绍所发展的“海洋1号A”卫星海冰反演系统的流程、算法和反演参数,海冰反演结果,及其在渤海海冰监测和预报中的应用.