渤海海冰淡化利用研究进展与问题

海冰是低温条件下的海水冻结物,在我国渤海,每年冬季有4个月左右的结冰期,形成大范围的海冰。海冰具有灾害性,常对冬季海上运输及海洋生产构成危害,但因其含盐量较低,海冰还具有资源性,有可能以较低成本转化为淡水。自1995年以来,我国学者开展了渤海海冰淡化利用研究,在国家有关项目的大力支持下,已在海冰资源特性、资源量估算、海冰淡化技术和海冰水农业利用等方面均取得了一系列重要的研究进展。本文是对这些研究进展及尚需解决问题的综述。     

离心转速对渤海灰白冰脱盐作用的实验研究

通过实验室离心实验,研究了离心转速对渤海灰白冰脱盐、脱盐效果以及主要超标水质参数的影响.实验结果表明,在实验条件相同的情况下,离心转速的变化对灰白冰的脱盐、脱盐效果均有显著影响.离心转速达到2000r/min左右时,脱盐冰的全盐量基本降到标准要求.实验中,灰白冰的离心脱盐率保持在较高的水平,一般可达80%～90%以上,在3000～4000r/min离心转速时,渤海灰白冰脱盐率最大,可达到90 96%.离心转速的变化对灰白冰中主要超标物质的去除有不同程度的影响,其中硫酸盐含量变化幅度最大,下降了73.19%～96.52%;盐度也有较大程度的降低,但降低幅度小于硫酸盐,降幅在71.86%～93.55%之间.pH值没有发生恶化,保持在7.5左右.因此,离心转速是渤海灰白冰离心脱盐过程中的主要控制性因子之一.渤海灰白冰经过实验室离心脱盐后,全盐量等各项水质指标均可达到工农业生产和人们生活用水的指标要求.     

基于极化散射特征的极化合成孔径雷达海冰分类方法研究:以渤海海冰分类为例

海冰监视监测的关键是提取海冰类型,准确提取海冰类型对于评估海冰冰情、保证航海及海洋作业安全具有重要的意义。利全极化合成孔径雷达影像(SAR)的优势,提取海冰的极化散射特征;在此基础上结合二叉树分类思想,开展极化SAR海冰类型的分类算法研究,提高SAR海冰分类精度;与传统的海冰分类方法相比较,验证了本方法的有效性。     

渤、黄海海冰预报方法研究

利用现有的观测资料,对影响海冰的各种因子进行了细致的分析,筛选出对海冰影响较大的因子,通过多种常规统计方法的分析比较,并将一些新方法首次应用于海冰预报,取得了良好的预报效果,为今后的海冰预报工作提供了有效的依据。     

海水淡化项目生命周期社会性影响评价方法研究

文章对海水淡化项目的社会性影响评价方法进行了研究。根据海水淡化项目在生产活动、社会组织与监控两方面可能产生的社会影响,筛选出若干评价要素,建立相应的评价准则和评价指数,最终建立社会性评价指数方法。以天津市建设10万m3/d海水淡化工程为例,介绍了评价方法的具体应用过程。研究成果可为生命周期评价体系的研究带来一定启发。     

结合纹理特征的SVM海冰分类方法研究

海冰分类是遥感监测领域中的重要应用之一,海冰分类的准确性对于评估海冰冰情、保证航海安全和开辟北极航道具有重要的意义。针对海冰分类问题,本文选用Sentinel-1遥感数据,结合纹理特征分析,提出了一种改进的SAR海冰分类方法。该方法选用灰度共生矩阵提取特征值,通过实验得到适宜用于海冰分类的多特征组合,在此基础上利用支持向量机开展SAR海冰类型的分类研究。实验结果表明,该方法可以实现对海冰SAR图像中一年冰、多年冰和海水3种类型识别,与传统的海冰分类方法神经网络和最大似然法相比较,使用SVM分类方法,结合纹理特征开展海冰类型监测是可行的,同时也表明多特征组合有利于提高SAR图像的分类精度,从而验证了本方法的有效性,为海冰分类提供了一种新思路。     

高分辨率全极化合成孔径雷达数据海冰二次分类方法研究

随着高分辨率全极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)影像的大量出现, 传统分类方法因所得分类结果中包含斑点噪声, 导致分类精度大大降低, 因而利用基于伴生关系的二次分类方法对辽东湾RADARSAT-2卫星的海冰SAR影像进行分类, 并将所得分类结果与专家解译分类结果和经典的基于H-α分解的Wishart监督分类结果进行对比, 证明本方法可以消除斑点噪声的影响, 同时具有较好的视觉效果和较高的分类精度。     

高分3号星载合成孔径雷达极地海冰自动检测方法研究

随着全球变暖等一系列气候变化的发生,极地海冰成为人们日益关注的焦点。由于不受光线和云雨影响,合成孔径雷达（SAR）可以进行全天时全天候的观测。高分3号是我国高分系列卫星中的一颗星载合成孔径雷达成像卫星,具有多种成像模式,可以在全球获取SAR数据。全天时全天候的工作特性和高空间分辨率的优势,使得高分3号星载SAR在极地海冰遥感监测中发挥重要的作用。本文基于高分3号水平-垂直（Horizontal-Vertical,HV）极化数据,提出了一种基于支持向量机的无需人工干预的海冰检测方法,实现海水和海冰的自动分离。利用该方法得到的海冰和海水分离结果同辅以人工解译的半监督分类结果相比较为吻合,为高分3号服务于极区海冰监测奠定了良好的基础。     

基于长短时记忆神经网络的辽东湾海冰延伸期预报方法研究

通过合成分析和回归分析,研究了影响辽东湾海冰变化的局地和大尺度环流因子,并基于一种深度学习方法——长短时记忆神经网络(LSTM),建立了辽东湾海冰延伸期预报模型。结果表明,LSTM模型能较好地预报出未来15 d辽东湾海冰的总体发展趋势、浮冰外缘线离岸距离的振荡变化及峰值发生时间等关键特征,1～15 d预报的平均绝对误差为4.1～5.7 n mile~①,均方根误差为5.4～7.5 n mile。LSTM模型的预报时效可达到15 d,较目前海冰数值预报(5～7 d)的时效延长一倍,且运算速度极快,能够节省大量的计算资源和时间成本。该模型的建立为利用深度学习方法开展海洋和气象预报提供了一种新思路。     

深海小型底栖生物Ludox离心分选方法的改进研究

使用Ludox@HS-40作为介质,对一系列深海小型底栖生物进行了离心分离实验,对小型底栖生物分选率在不同密度和离心速度条件下的双因素方差进行了分析,并确定了该种试剂的最佳密度和最佳的离心速度。结果表明:Ludox@HS-40介质密度和离心速度对小型底栖生物的分选率影响显著,但密度和离心速度间交互效应对分选率的影响却并不显著,Ludox@HS-40介质的最佳密度应大于等于1.18 g/mL,最佳离心速度为1 800~2 000 r/min,此时小型底栖生物分选率将大于等于97%。     

海冰业务化预报基础研究进展

本文概述了我国近年来在海冰预报基础研究方面的工作进展情况,着重介绍了在我国海冰的气候成因、海冰分布特征和变化规律等方面的研究成果.     

渤、黄海冰情与华北地区降水关系的分析

本文利用北京1932～2000年逐月降水量资料、渤、黄海海冰资料及1951～2000年气候因子资料，运用相关分析方法对冬季渤、黄海冰情与华北地区降水的关系进行了探讨，研究结果表明：冰情与降水存在着条件相关，如果海冰冰级达到2.5级以上且冬季副高较前一年有增强趋势，年降水大于平均值的可能性很大。这一点是对华北降水进行预测的一个新发现，对华北年降水趋势预测有着积极的作用。根据冰情与副高可判断当年降水的趋势。     

1997／98年冬季渤海和黄海北部冰情特征分析

海冰预报是渤、黄海重要的海洋灾害性预报项目之一。本文对１９９７～９８年冬季渤海及黄海北部的冰情概况进行了总结,并分析了渤海流冰范围在短时间内的迅速增长与天气、海洋等因子的相关关系。     

巴伦支海海冰异常对初夏大气环流和东亚天气影响的数值研究

本文利用在ＮＣＡＲ气候模式ＣＣＭ１（Ｒ１５Ｌ１２）基础上改变为用于长期数值预报的ＣＣＭ１（Ｒ１５Ｌ７），以１９９１年５月２日１２时（ＧＭＴ）国家气象中心客观分析资料为初始场，分别以巴伦支海附近海域不同的海冰边界作为下垫面极冰条件，进行了相应相应的月长期数值预报试验。以研究该海区海冰对大气环流特别是东亚天气的影响。试验〈Ａ〉以接近于９１年５月平均冰边界作为极冰边界条件，试验〈Ｂ〉和试验〈Ｃ〉分别对应     

海冰弯曲强度的研究

简要介绍了国内外海冰弯曲强度研究概况;给出了1990年冬作者在辽东湾西部的实验结果;并且讨论了海冰弯曲强度与应力率的关系。     

渤海的海冰

本文根据渤海海冰研究和来自卫星遥感、飞机和船舶航测、岸站观测、野外现场实验以及历史记载等,概述渤海冰形成、类型、物理力学性质和冰情、漂移等。     

渤海海冰漂移过程的数值模拟和试验

建立了一个包含潮流作用的准定常海冰动力学模式，利用实测风资料和计算的潮流场对辽东湾中部的冰块漂移过程进行数值模拟，模拟的冰块漂移过程和实况基本一致。表明模式具有反映冰漂移过程动力特征的能力。通过对各动力因子的数值试验，说明引入潮流作用的必要性，并分析了各动力因子在冰漂移过程中的作用。     

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。     

渤海潮汐对冰作用的数值模拟

为研究渤海潮对海冰运动的作用,将渤海海冰模式与Ｂｌｕｍｂｅｒｇ的ＥＣＯＭ－ｓｉ模式通过动力作用联结,构成一种海冰一海洋动力耦合模式。应用上述耦合模式对渤海冬季潮流对冰的动力作用进行模拟研究,得出了渤海海冰运动的一些显著特征。     

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。