渤海海冰对直桩柱的作用力

于1990年1月在锦州湾采样,主要测试了在不同的冰温和不同的应变速率下渤海海冰的挤压强度,并且研究了海冰挤压强度与冰温及应变速率的关系。对半径R=2,3,4,5cm圆柱压头的海冰挤压强度R_(CM)进行了试验,由此求得了海冰的局部挤压系数和接触系数。分析了冰块宽度B与桩柱宽度b之比与挤压系数的关系。在—10℃冰温下,对半圆形,压头端部尖角20等于180°,120°,90°,60°五种压头进行了试验,从而求得桩柱的形状系数,建立起大冰原对桩柱挤压作用的最大冰压力公式。     

海面风场的数值预报业务模式

海面风场的业务数值预报，经过六年的运行和不断改进，目前已建立了包括资料处理、客观分析、大气模式和边界展模式在内的数值预报业务化系统，它能提供１５°～４５°Ｎ、１ｈ５°～１４１°Ｅ海域内１°×１°经纬网格点上的７２小时的预报风场，该风场除为日常业务预报提供参考外，还为海浪和海冰业务模式提供强迫场。本文主要介绍大气模式和边界层模式的概况以及系统的运行结果。     

北极中央区海冰低密集度现象研究

近年,北极中央密集冰区出现海冰低密集度的异常现象。为了探讨这一现象的成因,本文使用ERA-Interim再分析资料,定义了北极中央区海冰低密集度（LCCA）指数,研究了2009-2016年的6-9月北极中央区发生的海冰低密集度现象。分析表明,研究时段内在北极中央区发生了6次明显的海冰低密集度（LCCA峰值）过程。在这些过程中,局地气温异常并不是导致海冰低密集度现象发生最主要的因素;海冰低密集度区域的形态及冰速场分布均与大气环流场相对应;在LCCA指数峰值发生前均有气旋中心出现在北冰洋70°N以北并伴随向北移动,气旋引起海冰辐散,同时所携带的较低纬度的热量导致海冰迅速融化。在6次过程中,有3次为气旋影响配合北极偶极子（DA）型环流。LCCA指数与84°N平均向北温度平流和北极中央区海冰速度散度呈正相关。在LCCA指数峰值前,温度平流对海冰低密集度区域形成的影响大于海冰辐散的影响。     

南极威德尔海区域海冰异常对初夏东亚大气环流和天气影响的数值研究

利用经过改变用于长期数值预报的CCM1(R15L7)模式以1975年1月16日00Z模式适应场为初始场积分5个月,研究南极威德尔海附近(60°W～30°E)海冰的面积异常对东亚初夏环流转换季节的影响.发现当南极海冰偏多时,在亚洲北部冷空气活动在初夏仍然很多,势力还很强,东亚南北两支急流分支仍很明显,各种环流特征更偏向于冬季型,不利于东亚初夏的环流季节转换.海冰异常偏少时则相反,亚洲北部的冷空气活动明显减弱,南方暖气流势力明显加强北移,东亚的两支急流也趋于合并北抬,环流形势更接近于夏季型,海冰的减少促进了东亚初夏的环流季节转换过程.     

挖掘图片背后的故事……

在极地，除了海冰以外，海洋上还漂浮着十分壮观的冰山，这些冰山在阳光、碧水映照下绚丽夺目，犹如汉白玉雕成的玉山。     

芷锚湾近海冰情预报方法简介

芷锚湾海洋站位于40°00′N,119°55′E的辽宁省绥中县万家乡沿海。港口规模中等,主要为春秋季节渔业捕捞船只进出港口。冬季封港前期按排船只维护修理。因此封港前后冰情及冬季冰情轻重对船只维护及按排较为重要,现把该地区海冰预报方法中的综合概率法简单介绍如下。 一、资料整理     

西北冰洋楚科奇海台晚第四纪以来陆源沉积物搬运机制及其古环境意义

通过对西北冰洋楚科奇海台的ARC7-P12岩心的沉积物颜色旋回、XRF-Ca和Mn元素相对含量,有孔虫丰度,粗组分含量,粒度组成及其端元的综合分析,并与该地区其他沉积物岩心对比,将ARC7-P12岩心划分为深海氧同位素(Marine Isotope Stages,MIS)5期以来的沉积序列。该岩心的粒度端元分析结果显示,该岩心峰态中值2和9μm组分的端元分别代表由雾状层和底流搬运的沉积物;峰态中值为30以及110μm组分的端元代表海冰以及冰山搬运的沉积物。MIS 5以来的冰消期和间冰期,由于海冰和冰山融化以及海域开阔,沉积物主要由海冰以及冰山搬运,粗组分含量显著升高。冰期由于海冰覆盖,冰盖的生长和阻挡,以及表层洋流减弱,底流和雾状层搬运相对增强,细颗粒沉积物增加。     

南极海冰和陆架冰的变化特征

利用美国冰中心和雪冰中心提供的海冰资料和我国南极考察现场的海冰观测资料,对南极海冰的长期变化进行了研究.研究表明20世纪70年代后期是多冰期;80年代是少冰期;90年代南极海冰属于上升趋势,后期偏多,区域性变化差别大,东南极海冰偏多,西南极海冰即南极半岛两侧尤其是威德尔海区和别林斯高晋海的冰明显偏少.东南极和西南极海冰的变化趋势总是反相的.90年代后期普里兹湾的海冰明显偏多,南极大陆陆架冰外缘线总体没有明显的收缩,有崩解也有再生的自然变化现象.西南极威德尔海的龙尼冰架和罗斯海冰架东部崩解和收缩趋势明显,东南极的冰架也有崩解和收缩,但没有西南极明显.陆架冰崩解向海洋输送的冰山对全球海平面升高有一定的影响.目前南极冰盖断裂崩解形成的冰山,向海洋输入的水量可使全球海平面上升约14mm.南极海冰没有随着全球气候温暖化而明显减少,而是按照东南极和西南极反相的变化规律进行周期性的变化、调整和制约.     

南极海冰历史资料数据库及应用系统

本文介绍南极海冰数据库，包括资料来源和性质，资料处理方法如ＳＩＧＲＩＤ资料的解码和压缩，存贮数据的生成，如净冰面积指数（１０°×１０°冈格）．密集度（０．２５纬距网格）．图形模块和海冰外缘线；数据库资料的分析应用软件系统，以统计计算方法为主．统计模拟为杨，它包含了大量的成熟的统计方法，如谱分析，回归，时间序列，主成分分析等方法；数据库的输出方式：显示器、激光打印机和平板绘图仪作为图形输出设备．以磁盘作为数字输出设备。数据库和相应的外部设备驱动程序支持下，可以很方便地生成图形和硬拷贝。开发便于在计算机存贮和处理的ＬＩＳＴ格式转换海冰原始ＳＩＧＲＩＤ格式资料。两者比较显示出ＬＩＳＴ格式节省１０倍的空间和时间。建立了南极海冰密集度分布图库，并以伪彩色动画显示，以位图作映射存贮方式节约空间，动画连续显示海冰分布形式逼真，便于直观应用和查找。利用网格球面积×网格冰密集度的方法计算净冰面积指数，可方便的给出任何区域的净冰面积而且能准确地反应实际情况，比原来国际上所使用的冰范围面积其结果要大大提高精度。     

极地海冰对北太平洋副热带高压影响的可能途径

本文应用1953-1977年50°N以北、160°E-110°W范围内的月平均北极海冰面积资料,北太平洋副热带高压面积指数和北太洋海温资料,统计分析了11-7月极冰与1-7月海温的时滞相关场和1-7月海温与滞后0-11个月的副热带高压的相关场。计算表明,春季极冰号海温的时滞相关区几乎与加利福尼亚寒流和部分北赤道洋流区相重合,而加利福尼亚寒流区和部分北赤道洋流区正是海温与副高的主要时滞相关区。由此可以认为,在冰-海-气三者的相互作用中,北极海冰对副热带环流影响的可能途径之一,是通过大洋中的洋流输运影响海温来完成的。     

东南极海冰异常与中国夏季洪涝

本文分析了东南极（０－１２０°Ｅ）海冰净冰面积指数距平值的异常变化（１９７３－１９８９）分别与中国１６０个站夏季（５－８月）降水的耦合交叉领先及滞后４８个月的相关强度时间序列和空间场的分布特征。发现东南极海冰变化异常与否和中国的降水有以下密切关系。１、在东南极海冰由夏过渡到冬半年的过渡季节３月份，海冰的迅速增长与中国５月长江以南，南岭以北的东南亚亚热带湿润气候雨区（ＩＩａ）＾［３］有极密切的关系。     

国外海冰图的接收与应用

在结冰区航行,对船体威胁最大的就是海冰。历史上,许多船毁人亡的海难事故都与海冰有关。仅1870～1890年间,就有14艘船只在北冰洋海域与冰山相撞沉没,40艘船只受伤。1912年4月15日夜,英国的巨型豪华客轮“铁坦尼克”号(排水量46,328吨),在横渡大西洋的首次航行中,与冰山相撞后沉没,造成1500人丧生的悲惨事故。在我国,渤海海冰严重影响交通的事故也经常发生。 自本世纪六十年代后期,许多国家气象传真广播中心开始播发海冰(海冰状况、冰情)图的业务。随着现代科技的迅速发展,新的探测手段日益增多,在广泛运用电子计算机的基础上,海冰图在内容和区域范围上已具有一定的水平。为海上交通、渔业生产和商业往来船只在冰区船行提供了参考依据。笔者在参加我国首次南极考察的往返途中和日常工作中,接收过许多国家播发的海冰图。现将部分海冰图的接收与应用方法,作一简要介绍,供远洋航行人员参考。     

辽东湾粒状海冰弯曲力学行为试验研究

弯曲破坏是冰与船舶和锥形海洋结构物相互作用时经常发生的一种冰破坏模式。全球变暖延长了渤海海冰的冻结期,导致冰层中粒状冰的比例呈增加趋势。为了更好地理解渤海粒状海冰的弯曲力学行为,使用2010－2011年冬季在辽东湾收集的粒状海冰进行了实验室三点弯曲试验。在?5、?10和?15°C条件下,共测试了42个海冰试样。应变速率范围为1×10?6~6×10?4 s?1,加载方向垂直于原始冰面。在试验过程中,测量每个冰试样的盐度和密度以计算孔隙率。试验分别给出了弯曲强度和有效弹性模量关于孔隙率的参数化关系,归一化后,弯曲强度在整个应变速率范围内没有速率依赖性。相比之下,有效弹性模量随着应变速率的增大而增大。以孔隙率和应变速率为因子,建立了冰试样有效弹性模量的参数化方程。     

HY-2卫星扫描微波辐射计数据反演北极海冰漂移速度

本文基于最大互相关法,利用海洋二号（HY-2）卫星扫描微波辐射计37 GHz通道多时相垂直极化亮温数据,获取了北极海冰漂移速度。采用2012年和2013年国际北极浮标计划海冰现场观测数据,对利用微波辐射计亮温资料反演的冬季北极海冰漂移速度进行了定量验证,结果表明:流速和流向均方根误差分别为1.12 cm/s和16.37°,从一定程度上说明了HY-2卫星扫描微波辐射计亮温数据反演海冰漂移速度的可行性。此外,使用美国国防气象卫星F-17搭载的专用微波成像仪91 GHz通道垂直极化亮温,采用高斯拉普拉斯滤波方法进行处理,结合最大互相关法反演的海冰漂移速度,优于法国海洋开发研究院海冰漂移速度产品。     

南极的海冰区生态学研究

海冰的广泛分布是南大洋最显著的自然环境特征,冬季海冰的覆盖面积高达20×10~6平方公里,夏季减少为4×10~6平方公里。南极海冰的存在和消长将对包括水柱中的初级产量直至以海冰作为栖息地的海鸟以及企鹅和海豹等哺乳动物的整个南极生态系统产生极其重大的影响。海冰本身也支持了一个高生产力、以冰藻(生长在冰中的藻类)为中心的生物群落,它将提供20％以上的南大洋生源碳产量,在南大洋     

5000 aBP南部大洋南大西洋区南极表层水温急剧下降和浮冰扩张

我们根据南部大洋大西洋区南纬 53°活塞岩心分析结果重建南大西洋全新世南极表层水变化史。此岩心沉积速率较高 (全新世平均值为50 cm/ 1 0 3a) ,且位于亚南极的南大西洋 ,适用于古气候研究。钻位位于现代极地前缘带( PFZ)以南约 3°,冬季海冰边界以北约 2°。利用硅藻转换函数、硅藻内有机质的碳和氮同位素、粗粒沉积物 ( >1 50 μm～ 2 mm)中放射虫、有孔虫和浮冰碎屑相对丰度 ,对硅藻和有孔虫的氧同位素、二月表层海水和海冰盖层温度进行了测定 ,提供了 50 0 0 a BP表层水特征急剧变化的证据。1 0 0 0 0～ 550 0 a BP粗粒沉积物 ( >1…     

北冰洋的海冰

北冰洋可以说是世界唯一可以步行通过的大洋,至少在冬季是这样。北冰洋大部分海域被平均厚度3米的冰层所覆盖,据洋底沉积物年代测定表明,这里的海冰年龄已有100万年之久。大部分海区,尤其是北纬70°以北的洋区,存在着永久性的冰盖,在北美洲与欧洲之间形成了一座坚固的“桥梁”。冬季,海冰总面积约1000～1100万平方公里,占整个北冰洋(1478万平方公里)的68～74%,夏季缩小为750～800万平方公     

地球系统模式FIO-ESM对北极海冰的模拟和预估

评估了地球系统模式FIO-ESM(First Institute of Oceanography-Earth System Model)基于CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5)的历史实验对北极海冰的模拟能力,分析了该模式基于CMIP5未来情景实验在不同典型浓度路径(RCPs,Representative Concentration Pathways)下对北极海冰的预估情况。通过与卫星观测的海冰覆盖范围资料相比,该模式能够很好地模拟出多年平均海冰覆盖范围的季节变化特征,模拟的气候态月平均海冰覆盖范围均在卫星观测值±15%范围以内。FIO-ESM能够较好地模拟1979-2005年期间北极海冰的衰减趋势,模拟衰减速度为每年减少2.24×104 km2,但仍小于观测衰减速度(每年减少4.72×104 km2)。特别值得注意的是:不同于其他模式所预估的海冰一直衰减,FIO-ESM对21世纪北极海冰预估在不同情景下呈现不同的变化趋势,在RCP2.6和RCP4.5情景下,北极海冰总体呈增加趋势,在RCP6情景下,北极海冰基本维持不变,而在RCP8.5情景下,北极海冰呈现继续衰减趋势。     

中西太平洋金枪鱼围网高产渔区年间变化及其原因分析

金枪鱼类是中西太平洋海域重要的经济鱼种,其中鲣产量约占到总产量的50%。本研究利用1995-2010年16年的中西太平洋（20°S~20°N,120°E~155°W）鲣围网生产统计数据和Niño3.4海区（5°S~5°N,120°~170°W）海表温度异常数据,对这16年鲣产量最高的十大渔区（5°×5°）进行时空格局分析,讨论渔场分布差异及CPUE与ENSO指数的关系。结果表明:16年间十大作业渔区主要分布在5°S~5°N、130°~175°E区域,这十大渔区产量占总产量的比重达47.5%,其中5°S~0°、155°~160°E,0°~5°N、130°~135°E,0°~5°N、135°~140°E及5°S~0°、160°~165°E等4个渔区产量占高产渔区产量的比重均超过10%,是中西太平洋重要的鲣产区。高产渔区的分布受海表温度影响较大,在厄尔尼诺时期,高产渔区分布明显偏东,主要分布在155°~180°E海域;在拉尼娜时期,高产渔区分布明显偏西,主要分布在130°~160°E海域。     

SAR图像分块CFAR迭代的极地冰山检测

通过迭代CFAR算法,本文发展了一种针对分块SAR图像的冰山检测方法。考虑到滑动窗口运算负担大、计算效率低,首先对SAR图像进行分块,以提取分块内的亮目标冰山。利用高斯模型表征后向散射系数的统计分布,冰山检测阈值可简单地表达为均值和方差的线性组合,将分块内像素逐个比对阈值以检测冰山。考虑到同一场景中尺寸变化大的冰山影响检测精度,以识别的冰山像素做种子执行区域生长,从而提取大尺寸的冰山。针对单个分块迭代上述处理,以降低高斯模型表征分块统计分布的误差,提高冰山检测精度。利用2013年11月22日和29日获取自极地海域的两景RADARSAT-2图像开展验证试验。结果表明,数量多、尺寸变化大并嵌入在海冰等极地常见情形下的冰山,能被文中方法有效识别,选取区域内正确率高达85%以上,且具有良好的运行效率。