辽东湾海冰面积变化模拟和预测探讨

辽东湾是我国海冰冰情最重的海区,其周边分布了大量的油田,海冰面积的变化对海上油气勘探及海上生产等造成严重的灾害,因此需要开展对辽东湾海冰面积变化的模拟与预测研究,为海冰灾害的业务化监测提供服务。     

基于Sentinel-1的辽东湾海冰冰情监测

辽东湾是渤海的三大海湾之一,在每年冬季经常会遭受大面积海冰灾害影响。本文选取2015年至2023年Sentinel-1 A/B遥感数据,对照Landsat-8数据采用灰度共生矩阵提取SAR影像纹理特征,对比了神经网络、支持向量机以及最大似然分类三种分类方法的精度;统计2015年至2023年辽东湾海冰冰情信息,研究了气温、海表面温度、盐度与海冰的相关关系和相互影响。研究结果表明：对于Sentinel-1 A/B数据,最大似然分类方法精度最高,分类精度达到82.75%;辽东湾海冰通常在12月底或者1月初开始发育,辽东湾结冰顺序为由北向南、由近岸向远岸,消融时顺序为由西向东、由远岸向近岸;辽东湾海冰与气温的Pearson相关系数为-0.502(P<0.01),与海表面温度的Pearson相关系数为-0.553(P<0.01),说明辽东湾冰情与气温、海表面温度为显著负相关,海表面温度对海冰的形成、发育及消融影响更大。此外,盐度对于海冰的影响存在一定的滞后性。     

基于遥感数据的近40 a弗雷姆海峡海冰输出研究

北极海冰作为一个巨大的淡水资源库, 每年向全球输送大量淡水资源, 从北极输出的海冰在向南输送的过程中融化, 对海洋水循环与水环境产生影响, 进而影响全球气候变化, 弗雷姆海峡作为北极海冰输出的主要通道, 对其研究显得尤为重要。为了解弗雷姆海峡海冰长期输出量, 利用美国冰雪数据中心（NSIDC）发布的海冰密集度、海冰厚度与海冰漂移速度数据, 计算得到 1979 年至 2019 年弗雷姆海峡海冰输出面积通量与 2010 至 2019 年弗雷姆海峡海冰输出体积通量, 并在此基础上分析弗雷姆海峡近 40 a 海冰输出量的变化状况以及弗雷姆海峡海冰输出的年际变化、季节变化, 并分析了影响弗雷姆海峡海冰输出量的可能原因。结果表明: 近 40 a 弗雷姆海峡年均海冰输出面积通量为 7.83×10⁵ km²,近 10 a 弗雷姆海峡海冰年均输出体积通量为 1.34×10⁶ km³, 从长期来看, 弗雷姆海峡海冰输出面积通量呈略微增加趋势, 弗雷姆海峡海冰输出体积通量在 2010—20...     

MODIS数据在海冰遥感中的应用

MODIS数据作为中国可见光遥感的重要数据源之一,目前已经在许多领域获得了重要应用.国家卫星海洋应用中心从2000年开始接收处理MODIS数据,并同时为海冰预报提供海冰遥感图像服务.本文利用MODIS卫星遥感的原始数据,通过对数据进行地理定位、辐射定标等处理,形成MODIS数据的一级产品,并利用海冰实验的实测数据和海冰光谱分析,对一级产品进行定量化处理,获得了海冰厚度、密集度和外缘线等海冰数值产品,逐步应用于海冰的预报服务.     

基于纹理特征分析的辽东湾SAR影像海冰检测

基于灰度共生矩阵(GLCM)开展辽东湾ENVISAT ASAR海冰影像的纹理特征分析研究.在纹理分析过程中,研究GLCM的方向、位移量和灰度量化级等参数对SAR海冰影像纹理特征的影响,得到适合辽东湾海冰检测的灰度共生矩阵参数的值及纹理统计特征量.利用BP神经网络分类法,建立辽东湾SAR影像的海冰检测方法,并结合MODIS影像和TM影像对该海冰检测方法的结果进行比较,验证其有效性.     

基于遥感数据的渤海海冰面积提取订正模型研究

为了获取准确的海冰信息,利用高空间分辨率和高时间分辨率数据相结合的方法来测算海冰面积,在假设TM海冰面积是比较准确的前提下,用TM海冰面积来订正MODIS和NOAA／AVHRR海冰面积,以提高这两种高时间分辨率遥感资料对海冰面积的判别精度。选取2003年2月5日的TM、MODIS和NOAA／AVHRR数据,在这3个图像上分别选择20个样本,然后进行了海冰面积的线性回归分析,得到的海冰面积提取订正模型。并分别以此两种模型为基础,对2002年12月8日至2003年2月26日和2005年2月1日至2月11日冬季渤海海冰面积进行修正,并将由MODIS和NOAA／AVHRR提取的海冰面积、用模型订正后和国家海洋环境预报中心给出的海冰面积做了详细的比较。结果表明：线性回归可以提高海冰信息的提取精度。此研究为海冰防灾减灾和海冰资源量估算提供依据。     

利用卫星遥感监测南极海冰的研究和进展

本文是根据南极“八五”国家攻关课题中的“南极海冰监测和预报”的考核目标，实现为南极考察船在 冰区中航行提供精确和清晰的冰图和预报。     

基于卫星观测的辽东湾冰情统计分析

根据渤海6个海洋站的海冰监测及气温观测数据统计,终冰日及冰期可用来表征当年渤海冰情严重程度,在大多数年份冰情与终冰日早晚和冰期长短呈负相关。根据2006/2016年的辽东湾海冰面积及外缘线资料,分析了11年间辽东湾冰情的年变化特征,分析结果显示,辽东湾海冰受局地气温影响明显,两者呈较显著的负相关关系。分析结果发现,辽东湾海冰年际变化除受局地气候的影响外,还受太平洋副热带高压(简称副高)、极涡、东亚槽和欧亚环流等气候因子的共同调控,其中受太平洋副高北界位置指数、极涡面积指数、东亚槽强度指数、欧亚纬向环流指数影响最为显著,可作为辽东湾海冰预测的重要因子,此外北极海冰密集度也可以为预测当年冬季辽东湾每月冰情提供依据。     

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。     

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.     

辽东湾北部晚新生代的古植被与古气候

本文通过对辽东湾北部沿岸滩海地区ＬＨ１０－１－１、海１２等９口井的孢粉分析及研究，初步建立了该区晚新生代孢粉组合及古植被、古气候的演化模式。     

胶州湾东岸滩涂环境的遥感监测

利用低潮位陆地卫星TM影像对胶州湾东岸碱厂白水分布与扩散进行监测。对研究区的子区影像在ENVI中进行增强、变换处理，提取白水、白泥分布与扩散信息，制作大比例尺影像地图，在GIS软件中计算其面积。结合实地验证和历史数据，分析表明，该污染源10多年来面积扩大了4倍，     

渤海辽东湾海域海底底形特征及控制因素

基于我国海洋区域地质调查项目获取的水深、侧扫声呐、单道地震和浅地层剖面数据,结合前人的研究成果,对渤海辽东湾海区的海底底形的类型及分布特征进行了系统分析。研究发现,辽东湾海底底形类型丰富,有潮流沙脊、潮流沙席、潮流冲刷槽、古河谷、古湖泊洼地等多种类型。海底底形的发育形态是构造和古地貌、沉积物供给、海平面变化及环境变迁、水动力塑造等多种因素综合作用的结果。     

渤海辽东湾沉积物的元素地球化学

几十年以来,渤海辽东湾沉积物的元素地球化学研究取得了长足的发展,尤其对辽东湾北部、南部、河口和潮间带沉积物重金属环境地球化学的研究取得了显著成果。目前,辽东湾沉积物元素地球化学的研究多集中在辽东湾北部和河口等地区表层沉积物的重金属分布和污染评价方面,对于辽东湾沉积物系统地元素地球化学,特别是稀土元素地球化学和浅地层元素地球化学研究仍有待加强。     

2005/2006年度莱州湾东部的海冰灾害及其影响

莱州湾是水深较浅的半封闭海湾,与外海海水的交换缓慢,受黄河等十几条入海河流汇入的淡水影响使海水的盐度较低.受寒潮影响莱州湾内海冰灾害发生频繁.莱州湾的海冰灾害分5个冰情等级.在冬季气温偏高的年份,莱州湾内形成Ⅰ、Ⅱ级海冰,沿岸一般没有固定冰形成;一般年份形成Ⅲ级海冰,西岸和南岸冰情较严重,有固定冰形成;在冬季气温偏低的年份,形成Ⅳ级或Ⅴ级海冰,南岸、西岸的固定冰宽度较大,有时整个莱州湾海面都分布流冰.2005年末～2006年初在莱州湾东岸形成了一次较严重的海冰灾害,莱州市近海海湾扇贝养殖的经济损失达400万元以上.为减轻未来海冰灾害带来的损失提出了加强海冰灾害的监测和预报技术研究,严格管理近海养殖生产作业,莱州湾沿岸地方政府应制定<海冰灾害应急预案>,建设和完善海冰灾害应急防御体系等防御海冰灾害的对策.