辽东湾红沿河附近海域2017—2018年冬季气温-水温-冰情关系研究

辽东湾是我国冰情最严重海域，每年冬季都会受到海冰的显著影响，冰情预测评估可为辽东湾涉海活动提供防冰抗冰的技术依据。建立气温-水温-冰情的相关性，结合便于获取的现场高精度连续气象数据和高精度冰情预测模型，可实现局地小尺度的冰情快速预测评估。基于2017—2018年冬季辽东湾东岸红沿河附近海域实测气象-水温-冰情同步观测数据，结合辽东湾大尺度整体冰情（浮冰面积），推演局地气温、水温与不同尺度冰情评价参数（浮冰范围与冰厚）的相关关系，提出基于不同气温区间的气温变化规律的冰底热通量选取方法，进而建立适用于辽东湾的气温-水温-冰情评估方法。相关性分析结果显示：观测点气温与水温存在明显相关性；浮冰范围与气象数据存在明显相关性，临界温度为 -5 ℃的累计负气温能很好拟合本年度盛冰期浮冰范围。基于HIGHTSI进行数值模拟后发现：水温与块体积法计算冰底热通量时，冰水间的热传递系数取2.2×10^-5是可行的；水温对冰情的影响表现在海冰冰厚最大值与冰期长短。为弥补辽东湾其他海域因缺少实测海水温度观测数据欠缺、冰底热通量选取不准选取导致的冰情模拟预测评估困难的问题，本文依据水温与气温的相关性，将水温随气温变化划分为结冰区（气温小于-10 ℃时水温维持冰点附近）、过渡区（气温为-10~-5 ℃时水温处于-1.4~-0.4 ℃）、融冰区（气温高于-5 ℃时水温随气温的增大逐渐增大），进而提出适用于辽东湾所有海域的冰底热通量计算方法和冰情评估方法。