乌梁素海湖泊冰消融过程的现场观测

为了研究湖泊冰消融过程中的水文特征,以内蒙古乌梁素海湖泊为研究对象,对湖泊冰消融过程中气温、冰温、水温和冰厚度进行连续观测,以分析冰温和水温对气温变化的响应,并建立冰厚度与累积正积温间的关系。用冰钻钻取6根处于不同消融时期的冰芯样品,测定其表观密度,并从冰的晶体类型、表面特征、冰体透明度、气泡形态和气泡数量等方面分析冰柱的形态结构。结果表明:气温是影响冰温变化的主要因素,但冰温的变化过程滞后于气温的;冰下水的温度稳定在-0.20~-0.35℃,不受气温的影响。湖冰消融期冰的表观密度为611.5~920.3kg/m3,小于纯冰的密度,其随着冰层的消融而减小;且冰层上部密度小于中下部的,这主要冰融水沿孔隙下渗有关;随着湖冰的消融,冰的晶体类型、冰表面特征、冰体透明度、气泡形态和气泡数量等方面均有较大变化。     

辽东湾平整固定冰冰温及其他物理特性的测定与分析

在鲅鱼圈港区工作码头港池内,风与海流对海冰的生成和成长影响较小,因此在此能生成典型的平整固定冰,结合近年来海冰力学性质测试研究,1986-1987年冬季,对该港区海冰的温度及其他物理特性进行了较系统的测试.本文以大量观测和测试结果为依据,介绍该港区平整固定冰的一般物理特征,重点分析日气温变化、长时间气温变化以及积雪对冰温的垂直分布的影响和一般变化规律,简述盐度、密度和晶体粒径的一般垂直分布规律.     

南极威德尔海春季海冰物理结构对叶绿素上限含量的影响

2006年冬末春初,在德国POLARSTERN科学考察船执行南极威德尔海西北海域考察期间,调查了考察区海冰物理和海洋生物。本文观测了航线上钻取的27支海冰冰芯的组构和71个冰晶体薄片;分析得到393组冰温数据;348组盐度、密度数据和311组叶绿素a和脱镁叶绿素含量数据;通过302组冰内相同深度孔隙率和叶绿素a含量数据分析,发现海冰物理参数影响冰内叶绿素a含量的新证据;利用收集的雪、冰厚度数据以及环境容量制约生态平衡的规律,建立了雪、冰厚度对冰底叶绿素繁荣的影响以及;确立了南极粒状冰和柱状冰内叶绿素a上限含量同卤水体积的关系。从而表达了冰晶体对卤水排泄的效应和冰物理性质对南极春季冰底和冰-水界面叶绿素a增长的贡献。此外,还得出海冰物理性质影响冰藻,并且是南极冰区水体浮游植物繁荣的关键控制因素。     

北极阿蒙森湾一年冰物理和光学性质的观测研究

利用加拿大环极冰间水道系统研究项目,作者对2007年11月24日至2008年1月26日北极群岛阿蒙森湾海域秋冬季节一年冰的物理和光学性质进行了观测研究。结果显示,观测期间的海冰厚度整体在27～108 cm范围内变化,积雪厚度仅为0～6 cm。海冰温度、盐度和密度在冰内的分布特征为：海冰表层最低温度为–22.4℃,底层最高温度为–2.2℃,冰内温度随深度单调增大;盐度变化范围为3.30～11.70,冰内盐度剖面呈现“C”形,即表层和底层盐度较大,而中间层盐度较小;海冰的平均密度略大,为（0.91±0.03）g/cm³。通过观测人造光源在海冰中的透射辐射谱分布,发现一年冰的光谱透射辐射在490 nm和589 nm处呈明显的双峰结构,但随着海冰厚度的增加,双峰结构逐渐减弱,体现了海冰对于不同谱段辐射能衰减作用的差异。在可见光范围内,裸冰和雪覆冰的吸收率最小值出现在490 nm,在443～490 nm范围内二者的吸收率随波长增大而降低,在490～683 nm范围内二者的吸收率随波长增大而升高,但雪覆冰的吸收率在可见光范围内基本保持不变,体现了雪覆冰吸收率的光谱独立性。一年冰的谱衰减系数随波长呈“U”字形分布,紫光和红光谱段的衰减系数较大,中间谱段的衰减系数较小,589 nm波长的衰减系数最小,为1.7 m^–1。将谱衰减系数在可见光范围内积分,得到一年冰的积分漫射衰减系数约为2.3 m^–1,略高于多年浮冰的漫射衰减系数1.5 m^–1。阿蒙森湾一年冰与加拿大海盆北部多年浮冰辐射光学性质的差异,主要源于陆源物质输入引起的海冰内含物组分的改变,而不同组分对光谱的吸收和散射性质不同,进一步导致了光学性质的整体变化。     

辽东湾海冰现场调查研究

以辽东湾沿岸海洋站、海岸及海上海冰调查研究成果为基础,定性归纳了辽东湾海冰的特点,主要强调它同其它海域海冰的区别。定量表达了辽东湾海冰的内部结构特征,温度、盐度。密度、导热系数及冰下水温、盐度的潮流效应。给出现场原位悬臂梁弯曲强度的卤水体积表达方式。     

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。     

渤海导管架平台桩柱冰压力随机过程模型及其参数确定

首先分析了冰压力随机过程的特征及其产生机理,从而按冰的破坏形式将冰压力随机过程分为挤压破坏过程、屈曲破坏过程和弯曲破坏过程.从渤海海冰对平合桩柱作用大量实测冰压力曲线中选取37条典型的冰挤压破坏时程曲线,经谱分析确定了相应冰压力随机过程的谱密度及其谱参数;进一步经统计分析,建立了谱参数与冰厚的关系;在此基础上,建立了绕圆桩柱的冰压力随机场模型,并利用大量实测数据,经统计回归分析,确定了场函数的具体表达形式,由此用冰压力随机场可以容易地确定圆桩柱的总冰压力随机过程及其谱密度.     

海水状态方程式

海水状态方程式亦称海水的P—V—T性质,它是描述海水的状态参数之间关系的数学表达式。最常用的是海水的比容(或密度)同温度(T)、盐度(S)及压力(P)之间关系的数学表达式,因为海水的密度(或比容)的测定目前还多限于实验室条件之下,要在海洋现场进行精密地测定是比较困难的,而有了海水状态方程式就可以很方便地从海洋现场调查中容易得到的温度、盐度和压力等观测资料,计算出海水的密度或比容。海水的密度或比容的精密资料不仅可直接用于动力高度等海洋学计算之中,而且还可用来计算作为温度、盐度和压力函     

渤海湾海冰和黄河口河冰物理力学性质的测定和研究

本文叙述的是一个多项目的野外试验,该试验主要测试了渤海湾海冰和黄河口河冰的压缩、剪切和弯曲强度。此外,还测量了冰的温度、盐度、密度。文中叙述了冰的现场试验方法及得出的试验结果。同时还讨论了冰的各种强度值与冰温、应变速率(或应力率)的关系,且冰的强度是冰温和应变速率的函数。冰是各向异构体,加载方向不同,呈现的强度值也不相同。并且还对比了海冰与河冰的异同。     

黄河口及渤海湾海水的密度

用磁力浮沉子法溶液密度测量装置,在15—25℃之间的三个温度下测定了黄河口渤海湾36个站位海水样品(于1989年7月和1990年7月采集)的密度,发现所有实验测定值与根据其盐度和温度由1980年国际海水状态方程的计算值比较,均有明显的正偏差,此正偏差随海水盐度降低而增大。在黄河口渤海湾海水样品全部盐度范围内,已发现其海水密度正偏差与海水[Ca~(2+)]/s,[Mg~(2+)]/s,[SO_4~(2-)]/s之间呈指数曲线相关,而与碱度之间呈S形曲线相关,但在盐度25.72—31.57范围内都可近似看作直线相关。黄河口渤海湾海水的高碱度、高[Ca~(2+)]/s为其特征,这也是其密度正偏差的主要影响因素。本文还给出了计算黄河口及渤海湾海水密度的公式。