冬春季格陵兰海冰变化与初夏中国气温/降水关系的初步分析

采用英国Hadley中心GISST海冰面积资料，NCEP／NCAR再分析资料以及中国地面降水和气温资料，运用EOF分解，小波分析和合成分析等方法，初步探讨了格陵兰岛两侧附近冬春季海冰面积变化特征及其与初夏6月中国气温和降水的关系，结果表明，格陵兰岛东西两侧海冰面积呈显著反相变化，并且具有明显的年际和年代际周期性振荡，冬春季格陵兰－寻威海海冰与初夏6月中国长江以北气温（降水）正相关（反相关），与长江以南气温（降水）反相关（正相关），而对于戴维斯海峡－拉布拉多海海冰则具有相反的相关型，大尺度500hPa环流合成分析初步表明，冬春季格陵兰附近海冰面积变化伴随着北极极涡环流和北半球阻塞高压的持续异常，海冰变化可能是影响初夏中国气温和降水的因子之一。     

基于雷达海冰图像互相关的冰漂流场测量

我国的渤海和黄海北部在每年冬季都出现不同程度的冰情,它直接影响结冰海区的石油平台、船舶以及港口等设施的正常作业,对海冰的观测与预报随着上述海区的开发利用越发显得重要,利用航海雷达连续准确地跟踪海冰漂移运动轨迹,是当今观测、调查、研究冰漂流移动规律的有效方法之一,我国的科研人员利用雷达成像技术对渤海的冰情进行了长期的雷达海冰观测、研究,在由雷达海冰图像对海冰的物理特征的识别、分类以及冰漂流场测量方面取得了一些进展[1-4]。     

利用风云3D微波成像仪数据估算北极海冰密集度的精度评价

卷积神经网络（convolutional neural network, CNN）已用于星载全球导航卫星系统反射测量（global navigation satellite system-reflectometry,GNSS-R）海冰检测,其具有数据预处理简单、最大限度保留反射面信息等优势,但已有GNSS-R CNN海冰检测方法研究的数据集时间跨度较小,代表性有限,且未考虑训练集内海水、海冰时延多普勒图（delay-Doppler map, DDM）的比例对方法泛化能力的影响。针对该问题,首先提出一种筛除畸形DDM方法,有效筛除错误数据;然后,设计合适的CNN结构及参数,通过小样本对比实验发现CNN模型在训练集内海水、海冰DDM的比例为1∶1时具有高准确率和最佳泛化能力,并优化数据集选取策略;最后使用2018年全年大样本数据集评估改进的方法在大数据量和大时间跨度时的有效性和可靠性。研究表明,改进的方法通过加强数据质量控制、优化数据集选取策略,提升了CNN海冰检测方法的泛化能力及可靠性,使其更适用于实际应用场景,为海冰消融等研究提供参考。

     

溢油污染的渤海海冰反射光谱特征实测研究

Oil spilled on the sea ice surface in the Bohai Sea of China is studied through the field measurements of the reflectance of a simulated sea ice-oil film mixed pixel. The reflection characteristics of sea ice and oil film are also analyzed. It is found that the mixed pixel of sea ice and oil film is a linear mixed pixel. The means of extracting sea ice pixels containing oil film is presented using a double-band ratio oil-film sea-ice index(DROSI) and a normalized difference oil-film sea-ice index(NDOSI) through the analysis of the reflectance curves of the sea iceoil film pixel for different ratios of oil film. The area proportion of the oil film in the sea ice-oil film pixel can be accurately estimated by the average reflectance of the band of 1 610–1 630 nm, and the volume of the spilled oil can be further estimated. The method of the sea ice-oil film pixel extraction and the models to estimate the proportion of oil film area in the sea ice-oil film pixel can be applied to the oil spill monitoring of the ice-covered area in the Bohai Sea using multispectral or hyperspectral remote sensing images in the shortwave infrared band(1 500–1 780 nm).     

海冰展望和天气过程预报方法探讨

计算、分析,大连站冬季气温与同期渤、黄海海冰冰级的年际变化,不仅趋势一致且量级也相差很小。同时分析了最近4年冬季气温距平的逐日演变与影响渤、黄海大风降温天气过程的相关关系,得到一些有预报意义的指标。试报获得了满意结果。     

冬季北极涛动和北极海冰变化对东亚气候变化的影响

本文简要回顾了冬季北极涛动 (北大西洋涛动 )和北极海冰面积变化对东亚气候变化的影响、研究中存在的问题以及目前亟待解决的科学问题。     

1989～1990年冬季渤海和黄海北部结冰特征分析

本文分析了1989～1990年冬季渤海和黄海北部结冰特征,认为大气环流、气温和水温的异常是引起本冬海冰特征的重要因素。另外,对海冰的增长和融化速率、海冰的运动也做了分析和探讨。     

利用卫星遥感数据监测莱州湾海冰

主要介绍了利用NOAA和EOS卫星遥感监测莱州湾海冰的方法,简要分析了海冰对不同光谱的反应及海冰和水体在可见光、近红外通道反射率的差异等,对2008年莱州湾海面结冰状况进行了监测,利用国家卫星气象中心提供的海冰厚度计算经验模式,估算了海冰厚度分布及面积。为了使海冰分布更加清晰,对NOAA卫星监测海冰图像进行了彩色增强处理。     

基于SMAP卫星雷达资料的海冰密集度反演技术研究

SMAP是美国于2015年初发射的一颗卫星,搭载了L波段的雷达。它采用圆锥扫描方式,具有固定的入射角、较大的幅宽和千米级的分辨率,在海冰监测方面具有独特的优势。本文利用SMAP卫星雷达资料分别与德国Bremen大学海冰密集度产品和美国国家冰雪数据中心（NSIDC）海冰密集度产品建立3.125 km和25 km匹配数据集,分析了L波段雷达后向散射系数、极化比和归一化极化差与海冰密集度之间相关性,建立基于人工神经网络的海冰密集度反演算法。为了验证SMAP卫星雷达资料反演海冰密集度的精度,本文选择德国Bremen大学和美国冰雪数据中心发布的海冰密集度产品分别与SMAP海冰密集度产品进行对比分析,SMAP海冰密集度与Bremen海冰密集度的偏差为0.07、均方根误差为0.14;与NSIDC海冰密集度的偏差为0.04、均方根误差为0.18,这表明SMAP海冰密集度产品与现有业务化海冰密集度产品具有很好的一致性。     

厄尔尼诺事件和拉尼娜事件的成因与预测

通过对南极气温资料、环南极海冰资料、臭氧变化资料、太平洋海温资料、地球自转速度变化资料、厄尔尼诺和拉尼娜资料的综合验证,发现了构造运动与厄尔尼诺因果关系。大气、海洋与岩石圈的角动量交换在南半球和北半球有不同的形式,这是由陆海分布的差异决定的。南极上空臭氧变化和环南极海冰变化是赤道海温和全球气候准两年振荡的原因。其中,德雷克海峡的海冰变化起主要作用。这个结论给出了作者提出的“海洋锅炉效应”、“臭氧洞漏能效应”、“德雷克海冰气候开关效应”和“大洋地壳跷跷板运动”的相互关系,证明构造运动对厄尔尼诺的重要影响。强潮汐准4a周期的发现,表明南极海冰变化、东太平洋海温变化、地球自转变化和厄尔尼诺都具有4a准周期变化的原因。海温和海冰开关的准2a周期和日食-厄尔尼诺系数理论有较好的预测效果。