海冰观测介绍
海冰
海冰的热膨胀系数随海冰的温度和盐度而变化。对低盐海冰,随着温度的降低,它开始是膨胀,继之变为收缩。由膨胀变为收缩的临界温度值随海冰盐度的增加而降低。对于高盐海冰,随温度降低始终是膨胀的,但膨胀系数越来越小。
抗压强度
海冰的抗压强度主要取决于海冰的盐度、温度和冰龄。通常新冰比老冰的抗压强度大,低盐度的海冰比高盐度的海冰抗压强度大,所以海冰不如淡水冰密度坚硬,在一般情况下海冰坚固程度约为淡水冰的75%,人在5厘米厚的河冰上面可以安全行走,而在海冰上面安全行走则要有7厘米厚的冰。当然,冰的温度愈低,抗压强度也愈大。1969年渤海特大冰封时期,为解救船只,空军曾在60厘米厚的堆积冰层上投放30公斤炸药包,结果还没有炸破冰层。
尼罗冰初生冰继续增长,冻结成厚度10cm左右有弹性的薄冰层,在外力的作用下,易弯曲,易被折碎成长方形冰块。饼状冰破碎的薄冰片,在外力的作用下互相碰撞、挤压,边缘上升形。成直径为30cm至3m,厚度在10cm左右的圆形冰盘。在平静的海面上,也可由初生冰直接形成。
一望无际的海冰一望无际的海冰
莲叶冰莲叶冰是直径在30厘米到3米之间,厚度10厘米左右的浮冰。在较为平静的海面上,初生冰可以直接冻结为莲叶冰。而大块的冰皮或尼罗冰破碎后也可以形成莲叶冰。莲叶冰的边缘由于与其它冰块碰撞,而形成一圈凸起,而且形状近似圆形,所以仿佛海面上的一朵朵莲叶,故称为莲叶冰。
分类
按发展阶段,可分为初生冰、尼罗冰、饼冰、初期冰、一年冰和老年冰6大类;按运动状态可分为固定冰和流冰两大类。固定冰与海岸、海底或岛屿冻结在一起,能随海面升降,从海面向外可延伸数米或数百千米。流冰漂浮在海面,随着海面风向和海流向各处移动。海冰在冻结和融化过程中,会引起海况的变化;流冰会影响船舰航行和危害海上建筑物。
海洋调查考试资料
水深:是指固定地点从海平面至海底的垂直距离。
现场水深:是指现场测得的自海面至海底的铅直距离。
海图水深:是指从深度基准面起算到海底的水深。
绝对盐度:是指海水中溶解物质质量与海水质量的比值。
盐度:是指在1kg海水中,当碳酸盐全部变为氧化物,溴和碘全部被当量的氯置换,且所有的碳酸盐全部氧化之后所含无机盐的克数,以符号“S‟”表示透明度:表示海水透明的程度,是用一种直径30cm的白色圆板,在船上背阳一侧,垂直放入水中,直到看不见为止,透明板“消失”的深度叫透明度。
水色:表示海水的颜色,海水的颜色是由水分子及悬浮物质的散射和反射出来的光线决定的。
海发光:是指夜晚海面生物发光的现象。
绝对基面:一般是以某一测站的多年平均海平面作为高程的零点。
叶绿素:是自养植物细胞中一类很重要的色素,是植物进行光合作用时吸收和专递光能的主要物质。
初级生产力:自养生物通过光合作用生产有机物的能力。
微生物:一群个体微小、结构简单、生理类型多样的单细胞或多细胞的低等生物。
浮游生物:是指缺乏发达的运动器官,运动能力很弱,只能随水流移动,被动地漂浮于水层中的生物群。
数据同化:根据一定数学模式和优化标准,将不同空间、不同时间、不同手段获得的观测资料有机结合起来,建立相互协调的分析或预报优化系统,确定那些不能直接去观测的量,以及没有观测到的地方的相关信息。
海洋地理信息系统MGIS:海洋科学与地理信息系统技术的交叉与融合,产生新的理论和方法。
1、海洋调查的内容有:能有效描述海洋水文、海洋气象、海洋化学、海洋地质、地球物理、海洋生物等有关因素和生物组成等。
调查方式有大面观测、断面观测、连续观测和辅助观测等。
调查方法有航空观测、卫星观测、船舶观测、水下观测、自动浮标站等。
2、国际地圈-生物计划IGBP:由四项目组成:全球海洋通量联合研究(JGOFS)、海岸带海陆相互作用研究(LOICZ)、上层海洋与低层大气(SOLAS)、全球海洋生态动力学(GLOBEC)。
地理知识知识:北极的冰层——北极海冰
地理知识知识:北极的冰层——北极海冰随着全球气温的不断升高,北极的冰层——北极海冰正面临着日益严峻的挑战。
北极海冰既是北极地区的重要自然特征,也是全球气候变化最显著的指标之一。
本文将从北极海冰的形成、分布、变化等方面对其进行探究。
北极海冰的形成北极海冰的形成原因主要是受到北极地区极地气候的影响。
由于北极地区地处极地环境,极阳与极夜交替出现,而极夜时期平均气温往往低于-30℃,导致北极地区的陆地和海洋两个部分都处于极端寒冷的气候条件下。
因此,北极海冰的形成过程十分复杂,同时也受到附近环境的多种因素的共同影响。
北极海冰的分布北极海冰的分布主要集中在北冰洋区域,呈现出多样化的分布形态。
北极海冰的分布因素主要包括季节变化、海流环流、风向风速和气温变化等。
其中,季节变化是北极海冰分布最基本的因素,北极地区一年之中的不同季节,海冰覆盖率呈现出不同的变化。
北极海冰的变化自20世纪50年代以来,全球气温不断上升,全球变暖的趋势日益严重。
这个过程从未间断,尤其是在过去40年间,北极海冰的面积和厚度已经显着减少。
据统计,自20世纪80年代以来,北极海冰的覆盖范围已经持续下降,平均每十年减少约12%。
其中,最为显著的变化就是在夏季,北极海冰的面积和厚度减少最为明显。
这一趋势不仅影响到了北极地区的生物多样性,还亲身证明了全球变暖已经成为当代气候变化的重要表现形式。
北极海冰变化对环境和人类的影响北极海冰的变化不仅仅对环境和生态有着重大的影响,对人类社会的经济、历史、政治等方面也造成了不同程度的影响。
首先,北极地区的冰盖对全球气候变化的反馈作用十分显著,而北极海冰的变化正直接反映了全球气候变化的加剧。
其次,北极地区海冰的消融将导致区域和全球气候的变化,并直接影响着人类社会的耐受能力、经济发展和航运等方面。
再者,较少人居住的北极地区是极地环境研究、资源开发和航运等领域的重要区域,因此,其存在和变化都会给人类社会带来不同程度的影响。
渤海海冰烈度区划-概述说明以及解释
渤海海冰烈度区划-概述说明以及解释1.引言概述部分是文章引言的一部分,主要用来介绍关于渤海海冰烈度区划的背景和概况。
在这部分中,可以提到渤海的地理位置以及其重要性,以及渤海海冰烈度区划在海洋环境保护和资源开发利用中的作用。
下面是1.1 概述部分的内容:概述渤海位于中国东北沿海地区,是东亚最大的半封闭内海,也是中国重要的海洋经济发展区域之一。
其地理位置得天独厚,东与黄海相连,西北与冀鲁豫蒙等省份相接,南面则是山东半岛和辽宁半岛。
渤海水域丰富的自然资源和优越的地理条件,造就了这片海域的巨大发展潜力。
然而,渤海的海冰问题一直以来都是该地区的一个严峻挑战。
海冰对渤海的交通、渔业、油田开发等多个领域产生了重要影响,并对环境保护和资源开发利用带来了一定的困扰。
为了更好地应对渤海海冰的影响,提高资源利用效率,渤海海冰烈度区划的研究被提上了议程。
渤海海冰烈度区划,是指根据渤海海域的海冰分布、特征和演变规律,将海表冰覆盖程度、厚度、稳定性等因素考虑在内,划分出不同烈度的区域。
通过对渤海海冰的烈度进行区划,可以更加清晰地了解海冰的空间分布特征,为海上交通、渔业、资源开发等活动的安全决策提供科学依据。
本文将围绕渤海海冰烈度区划展开讨论,主要包括渤海海冰烈度区划的概念、方法和依据,以及其实施与应用情况。
同时,还将探讨渤海海冰烈度区划的意义和作用,以及其存在的局限性和改进方向。
最后,展望未来,对渤海海冰烈度区划的发展和应用进行展望。
通过对渤海海冰烈度区划的研究和推广应用,相信能够为渤海地区的海洋经济发展和环境保护提供更加有力的支持,促进该区域的可持续发展。
本文将从多个角度对渤海海冰烈度区划进行深入剖析,为读者提供丰富的学术资源和决策参考。
文章结构部分的内容可以按照以下方式编写:1.2 文章结构本文将按照以下结构进行介绍和分析渤海海冰烈度区划的相关内容:1. 引言:首先简要介绍渤海海冰烈度区划的背景和重要性,明确文章的目的和意义。
海冰遥感监测技术研究
海冰遥感监测技术研究第一章:引言海冰是指在海洋上形成的结冰层,是海洋的一个重要组成部分。
全球气候变化加剧,气温上升导致海冰面积减少,特别是北极地区,海冰稳定性大幅下降,这对气候变化可能产生很大的影响。
针对这个问题,科学家们一直在通过多种方法探测海冰的变化情况,其中遥感技术是一种非常有效的方法。
本文将对海冰遥感监测技术进行介绍和分析。
第二章:遥感监测技术简介遥感监测技术是通过利用飞机、卫星、无人机等远距离传感器设备采集特定数据来获取目标物体地理信息的技术。
利用遥感技术,科学家们可以测量海冰面积、厚度、形状、密度等参数,并将这些数据用于研究海洋和大气的相互作用和气候变化的影响。
遥感技术的优点是其高效性和非侵入性,因此可以最大程度地减少野外工作,节省人力物力成本的同时,保护环境。
第三章:海冰遥感监测技术的种类1.微波遥感微波遥感技术是通过卫星或飞机上的微波雷达,利用微波通过云层到达地面和反弹,测量反射或吸收的微波信息来检测海冰的位置和特性。
微波遥感可以在各种天气条件下进行,但其精度和分辨率较低。
此外,由于微波的穿透力不是很强,所以仅能探测到海冰的表面和一些厚度较低的海冰。
2.雷达遥感雷达遥感技术是通过卫星或飞机上的雷达设备,通过测得的雷达信号来分析海冰密度和形状。
该技术比微波遥感更准确,可以在更大的范围内测量海冰,但对于较厚的海冰,有时需要更高的频率探测来获得更高的分辨率。
3.激光遥感激光遥感技术是通过在卫星或飞机上安装激光测距仪来测量和记录海冰的高程和形状。
该技术具有高精度和高分辨率的优点,但受天气和太阳光等因素影响较大,仅限于白天和晴朗的天气中进行。
4.红外遥感红外遥感技术是通过在卫星或飞机上安装红外传感器来收集数据,通过分析传感器收集的海冰表面温度的变化确定海冰的位置和厚度。
该技术对于白天和晚上都可以进行,并且在雾和云层覆盖的情况下仍然有效,但在冬季和夏季的光照条件下会有局限。
第四章:海冰遥感监测技术的应用1.海洋渔业利用遥感技术监测海冰可以提供有关渔业资源的重要信息,包括海洋中所有的生物、营养和生态系统的变化。
海冰 海表盐度
海冰海表盐度
摘要:
1.海冰的定义和形成
2.海表盐度的定义和测量方法
3.海冰对海表盐度的影响
4.海表盐度对海冰的影响
5.我国海冰和海表盐度的分布特点
正文:
海冰是指在海洋中形成的冰,通常在寒冷的冬季形成,并在温暖的夏季融化。
海冰的形成与海洋表层的温度有关,当海水温度下降到冰点以下时,海水中的盐分会被冻结,形成海冰。
海表盐度是指海水表面的盐度,通常用百分比表示。
海表盐度的测量方法有多种,其中最常见的是使用盐度计进行测量。
盐度计可以精确地测量海水中的盐分含量,从而得出海表盐度的值。
海冰对海表盐度的影响主要体现在两个方面。
一方面,海冰的形成会降低海表盐度。
当海水中的盐分被冻结成海冰时,海表盐度会相应降低。
另一方面,海冰的融化会提高海表盐度。
当海冰融化时,其中的盐分会重新溶解在海水中,从而提高海表盐度。
海表盐度对海冰的影响主要体现在海冰的形成和融化过程中。
当海表盐度较高时,海水的冰点会降低,使得海冰更容易形成。
相反,当海表盐度较低时,海水的冰点会升高,使得海冰更难形成。
我国海冰和海表盐度的分布特点主要受到地理位置和气候的影响。
在我国,海冰主要分布在北部沿海地区,尤其是在冬季,海冰覆盖面积较大。
海表盐度则主要分布在东部沿海地区,由于东部沿海地区的气候较为湿润,海表盐度相对较低。
而在西部沿海地区,由于气候较为干燥,海表盐度相对较高。
总的来说,海冰和海表盐度之间存在着相互影响的关系。
极地海冰浮标观测技术
前沿J3F R ONT I E R 极地海冰浮标观测技术陈超孪丙瑞席颖窦银科蓝水盛罗光富极区多尺度气-冰-海相互作用是全球气候系统变化的热点和难点之一,利用海冰浮标.连续自动获取冰面气象,海冰以及冰下上层海洋的环境数据,是开展气-冰-海相互作用研究的最关键手段北极是影响我国天气气候的关键区域之一,冬季极 地冷空气南下是造成欧亚大陆阶段性强降温和强降雪 的主要原因之一。
认识北极变化对欧亚冬季极端天气气候事件的影响,首先就需要了解北极海-冰-气系统本身的影响,而目前开展极地海-冰-气的研究的主要手段为在极地设立观测站,通过飞机或船舶在冰区内部 署营地,布放无人冰站等,相比于其他手段,无人冰站是 一种能够长期原位观测的手段,同时因其相对经济性,使得大范围的布放成为了可能。
依托于布放在接岸固 定冰面或漂流浮冰上的海冰浮标,既可以实现对冰上 气象环境数据和冰下温盐流等数据的长期自动获取,又 可以监测海冰自身的热力和动力过程。
得益于此,近年 来极地海冰浮标的观测结果已经被相关的研究学者广 泛采用。
极地海冰浮标研究现状国际极地海冰浮标研究现状美国国家科学院于1974年提出在整个北冰洋区陈超,硕士研究生;李丙瑞,研究员;席颖,研究员;蓝木盛,硕士 研究生;罗光富,硕十研究生:中国极地研究中心,上海200136,::窦银科:教授,太原理工大学,太原030024:Chen Chao, Master Degree Candidate; Li Bingrui, Professor; Xi Ying, Professor; Lan Mushen, Master Degree Candidate; Luo Guangfu, Master Degree Candidate: Polar Research Institute of China, Shanghai 200136. Dou Yinke: Professor, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024.域建立监测网络的提议,通过浮标进行监测海平面的温度、气压以及海冰的漂移轨迹m,因此根据该建议,1978年北极海洋浮标计划在华盛顿大学应用物理实验 室极地科学中心成立,并用于支持全球天气实验,该计 划持续到1990年。
利用CCD成像技术进行渤海海冰观测探讨
信息提取 的基 本原理 , 分析 了该项技术在 南北 极海冰走航观测应用实 践中的成功经验及 问题 所在 ,讨 论了南北极与渤海冰情和 调查作业环境 的差 异,探讨 了利用 C D成像技 术进 行渤 C
海海冰观 测的应用前景 。 关键 词 : 渤 海 :海 冰 : C ; 观 测 CD
中图分类号 :P 3 文献标识码;A 文章编号:l0 71 0 3— 0 3 (0 8 2 9 20 )4 — 0 7 0 1— 0 7
(.大 连 理 工 大 学 海 岸 和 近 海 工 程 国 家 重 点 实 验 审, 大连 16 2 ;2 1 I04 .中 国 极地 研 究 中 心 , f 2 0 2 ) 0 I9 海 摘 要 : 利 用 C D 成 像 技 术 进 行 走 航 海 冰 观 测 是 国际 南极 科 学 委 员 会 海 冰 过 程 与 气 候 项 目 C 制 定 的南 极 海 冰 观 测 方 法 的 一 部 分 。本 文 介 绍 了利 用 C D 成像 技 术 进 行 海 冰 观 测 及其 图 像 C
1 引言
有 “ 色灾 害”之 称 的海 冰 ,是海 洋 5种主 要 灾 害之 一 ( 白 其它 为风 暴潮 、灾 害海 浪 、
赤潮和海啸) 。环 渤 海 沿 岸 大 中 城 市 密集 ,航 运 繁 忙 ,油 气 资 源 丰 富 , 白北 向南 分 布 着 辽 河 油 田、冀 东 油 田 、大 港 油 田和 胜利 油 田,其 中冀 东南 堡 油 田更 是探 明储 量 达 1 0亿 多 吨 的 大型 油 田。每 年 冬 季渤 海 都有 不 同程 度 的海冰 生成 ,海 冰 对航 运 和 油气 生产 具 有 重 要 影 响 。渤 海 冰 情 具有 显 著 的年 际变 化 特 点” 重冰 年 的海 冰 严 重 威 胁海 上 活 动 的 ~,
海洋调查的方法(转载)
第一章绪论1、海洋调查是用各种仪器设备直接或间接对海洋的物理学、化学、生物学、地质学、地貌学、气象学及其他海洋状况进行调查研究的手段。
2、海洋调查方法是指在海洋调查实施过程中仪器的使用、站位设置、资料整理与信息分析的方法和原则。
3、海洋调查简史:单船调查时期、多船联合调查时期、无人浮标站的使用取得全天候的连续资料、海洋遥感获得大面积同步资料。
4、单船调查时期:a、英国“挑战者”号:首先采用颠倒温度计测温;发现世界大洋中盐类组成具有恒定性的规律;奠定了现代海洋物理学、海洋化学和海洋地质学的基础。
b、英国“挑战者II”号:用英国当时最新的仪器设备检验第一次“挑战者”号的调查结果。
5、无人浮标站:固定式、自由漂浮式、水下自动升降式、深潜器。
6、各个名称对应的缩写:(了解)热带海洋与全球大气计划(TOGA);世界大洋环流实验(WOCE);全球海洋通量联合研究(JGOFS);全球能量和水循环实验(GEWEX);世界气候资料计划(WCDP)。
7、把海洋调查工作考虑为一个完整的系统,则该系统至少应包含如下五个主要方面:被测对象:基本稳定的、缓慢变化的、变化的、迅变的、瞬变的;传感器;平台;施测方法;数据信息处理。
8、海上观测:大面观测和断面观测。
第二章深度测量1、水深测量的目的和意义:研究海洋形态;确定其它海洋要素观测层次。
2、水深分类:现场水深(也叫瞬时水深,海表至海底);海图水深(深度基准面至海底)。
二者关系:现场水深大于海图水深3、理论深度基准面如何确定:选理论上最低的海平面作基准面,以95%确定。
海图水深起算面(理论最低水深)——低潮位置取。
4、水深测量的要求:连续站:每隔1小时观测一次。
大面(断面)站:到站即测,测完即走。
100米以浅:记录一位小数;超过100米:记录整数。
5、水深测量通常采用回声测深仪和钢丝绳测深两种方法。
6、钢丝绳测深:A、测深设备:绳索计数器,钢丝绳,重锤,绞车,倾角器。
B、测深方法:钢丝绳前悬挂重锤,操纵绞车,放松钢丝绳,重锤底部恰好降到水平面,计数器清零或计数继续放出钢丝绳,刚触底而松弛时,停车,缓慢收紧钢丝绳,使之刚好触底时读取计数器记录值,两次值的差即为实际水深。
海洋工程环境 7-1海冰
4
➢抗弯度f :
海冰沿斜面上爬受弯破坏,相应的破坏形式称 弯曲破坏。
抗弯强度f 最小,因此海冰最 容易在受弯时破 坏。 f ≈1/3 c
对结构物的作用亦最小,所以与海冰接触的桩 腿部分设计成锥体结构,使海冰尽量发生弯曲破 坏,有效减小海冰作用
FH C c HB
• H建议值: 辽东湾H=1.0m 渤海湾H=0.8m 莱州湾H=0.7m 黄海北部H=0.8m
• 措施: 减小结构迎冰接触面积,利于碎冰块顺利流经结构 改变桩柱间距,使结构物前出现碎冰堆积
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(2)弯曲作用
• 结构与海冰接触部分设计成斜面迎冰,使海冰发生弯曲 破坏,减小海冰作用力
温度越低, f 越强 盐水体积越小, f 越强
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➢弹性模量E,泊松比 压缩弹性模量E :0.8~2.6GPa 弯曲弹性模量E :0.2~0.8GPa 泊松比:约0.3
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三、海冰静冰力
(1)水平挤压力
• 海冰水平挤压力是主要作用形式,作用强度最大,相 应的发生挤压破坏
• 水平挤压力计算公式:(8-9)~(8-18)
• 海冰破坏形式:与自身物理力学特性有关 与结构形式与构件布置有关
➢挤压破坏
➢弯曲破坏
➢剪切破坏
➢屈曲破坏
➢……
3
➢抗压强度c :
海冰垂直作用于结构物上,产生海冰挤压力,超 过海冰最大抗压强度时海冰破坏,相应的破坏形式 称挤压破坏。 与其他海冰的强度相比较,海冰抗压强度最大, 因而对平台的挤压力使平台受力最大。
• 分解成水平作用力和垂直作用力的计算公式:(8- 21)~(8-25)
海洋水文观测:海冰观测要素及观测项目介绍
海洋水文观测:海冰观测要素及观测项目介绍海冰是海洋中一切冰的总称,它包括由海水冻结而成咸水冰以及由江河入海带来的淡水冰,也包括极地大陆冰川或山谷冰川崩裂滑落海中的浮冰和冰山。
海冰观测的要素包括:浮冰观测、固定冰观测和冰山观测。
检测具有国家认可的测绘资质,拥有多名专业级海洋测绘高级工程师、注册测绘师。
我们将利用自身专业的技术、丰富的经验和完善的表示。
记录时取整数。
观测时环视整个海面,估计浮冰分布面积占整个能见海域面积的成数。
海面无冰时,记录栏空白;浮冰分布面积占整个能见海域面积不足半成时,冰量记“0”;占半成以上,不足一成半时,冰量记“1”,余类推。
整个能见海面布满浮冰时,冰量记“10”,有缝隙时记“10-”。
海面能见度小于或等于1 km时,不进行冰量观测,记录栏记横杠“-”。
2、密集度观测密集度为浮冰覆盖面积与浮冰分布面积的比值。
密集度观测和记录方法与冰量相同。
海面无冰时,密集度栏空白;冰量为“0”时,密集度记“0”。
当浮冰分布的海域内有超过其面积一成以上的完整无冰水域时,此水域不能算作浮冰分布海域。
当海面上有两个或两个以上浮冰分布区域时,应分别进行观测,取平均值作为密集度。
3、冰型观测冰型是根据海冰的生成原因和发展过程而划分的海冰类型。
观测时环视整个能见海面,根据要求判断其所属类型,用符号记录。
当海面上同时存在多种冰型时,按量多少依次记录;量相同时,按厚度大小的顺序记录。
每次观测最多记五种。
当海冰距离观测点很远,无法判定冰型时,冰型栏记横杠“-”。
4、冰表面特征观测冰表面特征是指浮冰在动力或热力作用下所呈现的外貌。
观测时环视整个能见海面,按要求判断其所属种类,用符号记录。
b)当同时存在两种或两种以上冰表面特征时,按其数量多少依次记录﹔量相同时,按要求所列顺序记录。
每次观测最多记三种。
海冰观测:固定冰观测1、冰型观测固定冰冰型是依冰的生成和形态等划分的固定冰类型。
观测时环视整个能见海面,按要求判定其所属类型,用符号记录。
针对海冰的测绘技术及其应用
针对海冰的测绘技术及其应用随着全球气候变化的不断加剧,海冰的变化成为人们关注的热点之一。
海冰的形态、分布和厚度等信息对于气象、海洋学和环境保护等领域具有重要的科学价值和实际应用。
为了获取准确的海冰数据,科学家们不断探索各种测绘技术并将其应用于海冰研究和监测中。
一、遥感技术在海冰测绘中的应用遥感技术是一种通过卫星、飞机或无人机等途径,对地表进行非接触式探测和测量的方法。
在海冰测绘中,遥感技术发挥着重要的作用。
通过遥感技术,科学家们可以获取大范围的海冰数据,从而更好地理解和预测海冰的变化。
1. 可见光和红外遥感可见光和红外遥感是最常用且成本较低的海冰测绘方法之一。
通过卫星或飞机上的相机,可以获取海冰的高分辨率影像,用于观察海冰的分布和形态。
此外,红外遥感技术还可以检测海冰的温度和热辐射特征,对海冰的研究有着重要的意义。
2. 微波遥感由于海冰对微波辐射的反射和散射特征与周围环境不同,因此微波遥感技术可以通过对海冰图像进行解析和处理,获取海冰的分布、面积、厚度等信息。
这种技术不受天候和光照条件的限制,适用于全天候的海冰监测。
二、声学测量技术在海冰测绘中的应用声学测量技术是利用声波在海洋中传播的特性,对海冰进行测量和定位的方法。
这种技术在海冰测绘中被广泛应用,特别适用于对海冰的厚度进行测量。
1. 浮标声学测量科学家们利用浮标携带声波探测仪器,将它们投入到海洋中测量海冰的厚度。
这种方法不仅能够获取大面积的海冰数据,还可以实时监测海冰的变化情况。
2. 潜艇声学测量潜艇声学测量技术是一种高精度的海冰测绘方法。
通过在潜艇上安装声学传感器,科学家们可以利用声波穿越海冰,测量海冰的厚度和形态。
这种方法准确且可重复,对于科学家们研究海冰的演变和变化具有重要意义。
三、海洋无人系统在海冰测绘中的应用海洋无人系统是一种无人驾驶的水下或水面航行器,可以利用各种传感器对海冰进行测量和监测。
这种系统不仅可以降低风险和成本,还可以获取高精度的海冰数据。
海冰的监测方法有哪些
海冰的监测方法有哪些
大家都知道每个事物都有两面性,有好的一面,也有坏的一面,海冰也不例外,大家都知道海冰可以制造淡水,对维护海洋环境也有着重要的作用,而坏的一面就是对出海的船只造成了很多麻烦,所以在出海之前都会对海冰进行检测,那么大家知道海冰的监测方法有哪些吗?今天就由的目测法所观测的内容,还不能用其他观测方法完全代替,并且目测结果还是遥测法观测结果的分析依据,所以目测法继续沿用。
2、器测:器测检测法是同目测法相结合的方法。
这种方法是借助工具和仪器,依靠观测员的操作和读数据,如冰厚、冰温、冰密度,堆集高度等。
这些数据是遥测法观测结果进行量值定标处理的依据,所以器测法是海冰监测的重要方法。
3、遥测:遥测检测法是应用现代科学技术建立的先进方法。
这种方法可以完全依赖仪器本身进行观测,如利用卫星能及时、同步、大范围观测海冰。
彩色海冰卫星图片则能直观地一目了然地展示海冰的分布情况。
但是对冰厚、冰温等要素的观测,远不如器测法准确。
实施海冰的监测主要通过设立沿岸固定观测站,临时观测站和雷达站及冰情巡视小分队进行观测;海上建立观测平台,使用破冰船和潜水艇进行观测;空中飞机和天上的卫星构成立体监测系统。
所用仪器繁多,简单的有冰尺、冰钻、棒状温度表、遥测
温度仪等;高技术的有声纳、雷达、辐射计、激光剖面仪、立体摄影仪等。
在同类仪器中又有好多种,如雷达中有莹光屏雷达、合成孔径图象雷达等;辐射计中有可见光与
红外辐射计、扫描式多通道微波辐射计等。
我国研制成的红外辐射计和微波辐射计已应用于工作。
海冰灾害科普知识
国家海洋环境预报中心一、什么是海冰?海冰指直接由海水冻结而成的咸水冰,亦包括进入海洋中的大陆冰川(冰山和冰岛)、河冰及湖冰。
海冰是极地和高纬度海域所特有的海洋灾害。
在北半球,海冰覆盖面积具有显著的季节变化,以3~4月最大,8~9月最小。
海水结冰需要三个条件:①气温比水温低,水中的热量大量散失;②相对于水开始结冰时的温度(冰点),已有少量的过冷却现象;③水中有悬浮微粒、雪花等杂质凝结核。
淡水在4℃左右密度最大,水温降到0℃以下即可结冰。
海水中含有较多的盐分,由于盐度比较高,结冰时所需的温度比淡水低,密度最大时的水温也低于4℃。
随着盐度的增加,海水的冰点和密度最大时的温度也逐渐降低。
二、浮冰的分类根据冰型可以将海冰划分为初生冰、冰皮、尼罗冰、莲叶冰、灰白、灰白冰和白冰七类。
初生冰冰皮尼罗冰莲叶冰灰冰灰白冰白冰三、冰情等级是如何划分的?渤海和黄海北部冰情等级是以结冰范围作为参考,共分为5个等级。
即轻冰年(1级)、偏轻冰年(2级)、常冰年(3级)、偏重冰年(4级)和重冰年(5级)。
冰情等级划分示意图四、海冰引发的灾害漂浮在海洋上的巨大冰块和冰山,会对海上的石油平台和船只产生灾难性的影响。
据计算一块6公里见方,高度为1.5米的大冰块,在流速不太大的情况下,其推力可达4000吨。
1969年冬季5艘万吨巨轮受冰挤压而导致船体破裂、变形、进水,“海井一号”石油平台的拉筋被流冰全部割断,“海井二号”石油平台被坚冰摧倒。
1912年4月发生的“泰坦尼克”号客轮撞击冰山,遭到灭顶之灾,是20世纪海冰造成的最大灾难之一。
2007年1月5日葫芦岛龙港区渔民村先锋渔场遭遇了罕见的冰灾,层层叠叠的冰排堆积成山,超过屋顶,封堵了葫芦岛渔民村的沿海民房。
2010年1-2月渤海遭受30年一遇的海冰灾害,给黄渤海沿岸各省(市)造成数十亿元经济损失,山东省渔港封冻,受困渔船多达8000多艘。
五、我国海冰灾害的特点我国渤海和黄海北部海冰灾害的发生比较频繁。
卫星遥感海冰监测系统在渤海海冰监测中的应用_朱海天
收稿日期:2011-04-11 基金项目:国家海洋局青年海洋科学基金资助项目 (2008428);海洋公益行性行业科研专项 (201105016) 作者简介:朱海天(1981-),男,助理研究员,研究方向为海洋遥感。E-mail :zht@
表 1 海冰监测所用卫星基本特性
卫星
HY-1B Terra/Aqua ENVISAT Radarsat-2 COSMO-SkyMed 环境一号 北京一号
载荷
COCTS/CZI MODIS C-ASAR C-SAR X-SAR CCD CCD
分辨率/m
1100/250 1000/500/250
100 50 30 30 32
大。至 1 月 15 日,辽东湾浮冰外缘线超过 60 nm, 达到海冰警报级别。1 月 30 日监测系统监测到渤 海、黄海北部海冰总面积达到本次海冰监测的最 大值,其中渤海海冰分布面占渤海海冰总面积的 47 %。随着气温的回升,1 月下旬至 2 月上旬海冰 面积有所减少,2 月 6 日渤海各监测区均解除海冰 警报。2 月 10 日受冷空气的影响,辽东湾又达到了 海冰警报级别,之后随着气温回升,海冰融化较 快,2 月 16 日海冰警报解除。2 月中旬至三月上 旬 , 渤 海 开 始 逐 渐 融 化 , 至 3 月 10 日 海 冰 全 部 融化。
数据预处理模块由数据读取子模块、数据预 处理子模块组成,主要功能是为海冰遥感监测系 统提供所需的各种格式的影像数据,提高系统的 兼容性。能对遥感数据进行系统几何校正、辐射
校正、斑点噪声过滤等预处理过程,为进行海冰 识别做好准备。 2.3.3 海冰识别模块
对光学卫星,利用其可见光、中红外和远红 外通道数据,结合海冰、海水、云在可见光、红 外通道的光谱特征,可进行海冰的识别和提取 。 [4] 对 SAR 卫星,主要是利用海冰在 SAR 图像上的纹 理特征进行海冰提取,主要采用灰度共生矩阵 (GLCM),通过相异度、对比度、熵、角二阶距等 海冰的纹理统计特征量开展海冰的检测与提取工 作[5],进而获取海冰分布范围、面积、冰型、密集 度、外缘线等信息。 2.3.4 海冰识别订正模块
利用GNSS-R信号探测海冰的方法及初步实验结果
利用GNSS-R信号探测海冰的方法及初步实验结果邵连军【摘要】研究了海冰的介电常数和极化特性,对GNSS-R观测数据进行处理,计算反射信号左右旋极化分量的比值,可以看出,GNSS-R信号极化比值的变化与海冰密集度观测数据是比较一致的.研究结果初步表明,GNSSR技术可以作为海冰探测的新手段.%The paper studied the permittivity and the polarization properties of the sea ice,and then processed the GNSS-R observing data sets,and calculated the polarimetric ratio between the RHCP and the LHCP components. It can be seen that the proposed method was more consistent with the data of sea ice concentration. The preliminary experimental results showed that the GNSS-R is a new way for sea ice detection.【期刊名称】《遥感信息》【年(卷),期】2013(028)002【总页数】4页(P12-15)【关键词】海冰;GNSS-R;极化特性;海冰密集度【作者】邵连军【作者单位】中国人民解放军61741部队,北京100094【正文语种】中文【中图分类】TP791 引言近年来,随着全球卫星导航系统的发展,GNSS-R(Global Navigation Satellite System Reflection)技术也越来越受到重视,该技术利用GNSS卫星的反射信号,实现类似于无源雷达的探测功能。
GNSS-R技术的重要优点是信号源非常稳定和丰富,并且接收机的能耗低,可以采用地基、机载或星载等方式进行观测。
海冰
七、海冰与海况
• 2、 对海水运动的影响
– – – – 减小温度年变幅 减慢流速度 降低波高 阻尼了潮汐和潮流
Байду номын сангаас
八、海冰与气候
• 1、调节季节气候
– 结冰季节,结冰过程释放结晶热,平抑季节气温 的降低; – 融冰季节,融冰过程吸收热,平抑季节气温的升 高 2、调节冰期气候 – 冰期来临,结冰过程释放结晶热,平抑冰期气温 的降低; – 冰期过去,融冰过程吸收热,平抑冰期气温的升 高
置。 7万~4万,变冷为早玉木冰期,海平面下降120米,渤 黄海完全裸露,出现“古东海大平原”黄河口东移。 5~4万年,温度回升,再次出现现在的海面高度。 3万年,最暖,水位回升,海水淹至河北沧州地区。 1.5万年前 海面下降160米为晚玉木冰期再现黄东海大 平原。 0.6万年以后转暖 ,冰期消融,海平面上升,至6000~ 7000年,淹没河北、江苏大批土地。 以后转冷,海面下降。
二、海冰的形成
1、海冰形成条件 • 海水温度降至冰点并继续 失热、相对冰点稍有过冷 却现象并有凝结核存在。 2、海冰形成过程 • 1).当S<24.695时, Tsmax>Tf 其结冰过程同于纯水结冰过 程 • 2).在S>24.695 时,Tf>Tfmax 其结冰过程不同于纯水结冰 过程。
二、海冰的形成
•
三、海冰分类
• 北冰洋
– 北冰洋终年被海冰覆盖; • 3~4月覆盖面积最大,约占北半球面积的5%; • 8~9月覆盖面积最小,约为最大覆冰面积的4 % ; • 多年冰的厚度一般为3~4m; • 流冰主要绕洋盆边缘流动,其冰界线的平均位置 约在58°N ; • 格陵兰是北半球主要的冰山发源地,每年约有 7500座冰山由此进入海洋,仅随拉布拉多寒流进 入大西洋的就有388座/年,其中约5%到达48°N, 0.5%可达42°N。冰山的平均界限为40°N。个 别冰山曾穿过湾流抵31°N海域。
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4 海冰观测点的选择
海区测点的布设
原则上测点与测点之间的距离以其视距的两倍为 好。此外,还要考虑到岸边常规观测点的配合,组成 观测网,以便达到既有重点,又能全面、系统的了解 海区冰情概况。
20
六、冰量和浮冰密集度观测
1 冰量和浮冰密集度的定义 冰量为能见海域内海冰覆盖的面积占该海域面积的成数。
23
*一年冰
*多年冰
*随风、浪、
流漂泊不定的 浮冰
*与海岸、岛
屿、海底冻结 在一起的固定 冰
2
二、海冰主要分布区
(2-3米厚的一冬冰) 南极海冰
北冰洋海冰
3-4米厚的多年冰 渤海海冰
3
三、海冰的影响
海冰是全球气候系统的重要因子,覆盖世界海洋中7%
的区域。海冰在两极及高纬地区随季节变化。
海冰使地球表面获取的太阳辐射能量显著减少,极大 地控制海洋与大气之间的热、能量、动量交换。其凝结和 融化过程中,关联的盐分和热量通量影响上层海洋的密度 结构。而密度结构随时间的变化导致深水层甚至海底的结
一、海冰分类
海冰是海洋中一切冰的总称,其分类可见下表
根据 海冰来源 根据 发展阶段 根据 海冰外貌 根据 存在时间 根据 运动形式
*冰
*极地大陆冰
川或山谷冰川 崩裂滑落海中 的冰山
*初生冰 *尼罗冰 *莲叶冰 *灰冰 *灰白冰 *白冰(厚
冰)
*平整冰 *重叠冰 *堆积冰 *冰脊 *冰丘 *冰山 *裸冰 *雪帽冰
9
四、海冰观测项目
海冰观测的类别有:浮冰观测项目,固定冰观测项目,冰山观测项目。
浮冰观测项目:冰量、密集度、冰型、表面特征、冰状、流冰块大 小、流冰方向和速度、冰厚及冰区边缘线。 固定冰观测项目:冰型和冰界。具体来说,有堆积量、堆积高度、 固定冰宽度和厚度。 冰山观测项目:位置、大小、形状、及漂流方向和速度。 海冰的辅助观测项目:海面能见度、气温、风速、风向及天气现象。 海冰观测的时间:连续站每2h观测一次,大面站 船到站即观测。
构变化,海水向赤道的静平流可使低盐度的冷水从底部输
送到两极地区。
4
海冰的生消及数量多少,直接影响海况和海平面的 变化,又影响大气环流和气候。海冰,特别是冰山,对航 运和海洋资源开发的设施有很大的威胁。 在北大西洋纽芬兰附近,每年3-9月冰山最多,为保 证航运安全,自1913年起,美国和加拿大等国组织了国际
堵了50天之久。进出天津港的123艘客货轮中,7艘被海 水推移搁浅,19艘被海水夹住不能动,25艘由破冰船破
冰后才得以逃脱,5艘万吨级货轮螺旋浆被海冰碰坏,1
艘巨轮被海冰挤压破裂进水,引水船螺旋浆也被海冰破 坏、船体变形,航标灯全部被海冰挟走。天津港务局观 测平台被海冰推倒,海洋石油1号钻井平台支座拉筋被海 冰割断而倒塌,2号钻井平台也被海冰推倒。不冻港的塘 沽港、秦皇岛港遭港也遭海冰灾害,损失惨重。
当盐度高24.695时表面海水虽 冷却到冰点,但最大密度值的温 度均在冰点以下,因此,接近冰 点的表层水将比下面的暖水重, 这样,便引起了上、下层冷暖水 的对流,从而减慢了海水降温, 只有上、下层海水混合至冰点时, 12 才能发生结冰现象。
1 海冰的生成
海冰的成长,首先向水平方向发展,再沿厚度方向延
3 冰期和冰情
冰期是指初冰日起至终冰日止的总天数(冰维持的时间),
自出现冰之日起至冰消失不再出现日止的这一时段。在此
时段内可以有无冰日。冰期反应了某海域的气候状况。
最早出现冰的日期叫初冰日,用某月某日来表示。一般
来说,初冰日早,说明本年冷得早。入冬时,根据往年和 本年的天气情况,提前注视海面,以防误测初冰日,在一
例如:水工建筑部门,为研究海冰的物理性质,冰情要 素的选取,有海冰盐度、温度、密度、抗压力、负荷力等 等;从事海上交通的部门,为研究及预报冰情的需要,冰 情的所有要素都要选取。
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4 海冰观测点的选择
海冰观测点的选择
主要有岸边和海区两个方面,岸边测点应选择要既
能观测到大范围的海冰情况,又能代表测点周围视程内 的海冰特征。一般要求为海面开阔,海拔高度在10m以 上地点。要尽量利用灯塔、了望台等高层建筑,以便能 观测到航道、港湾锚地、海上建筑物附近的海冰特征。 同时也应考虑观测作业方便、安全等条件。测点选定后 应测定海拔高度和基线方向。
在一冰期内,依据冰的发展又分为3个或5个特征期。 3个特征期是: 初冰期 严重(盛)冰期、 消冰期。 5个特征期是: 初冰期 封冰期 盛冰期 融冰期 消冰期
显然,各个特征冰期的冰情是有区别的,但是特征冰 期划分至今尚无统一的严格标准。
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在海冰观测中,把表达和描述冰情的许多术语通称为 冰情要素。一种冰情要素,只表达或描述冰一个侧面的状 况,冰情要素选取得越多,冰情的表达就越详细。同时, 不同的部门,根据不同的需要,冰情要素的选取也不完全 相同。
22
浮冰密集度的观测方法与冰量相同。在进行密集度观测时, 当浮冰分布海面内有超过此海面1/10以上的完整水域,则 该水域就不应算作浮冰分布海面。若海面上只有微量(不 足能见海面的1/20)初生冰或只有零散的分布着几块流冰,
则密集度记“0”。
这里所说的冰占的面积,是把所有的冰(包括根据浮 冰密集度计算出的冰)集中起来计算的,而不是“散布” 的面积。故冰量(或浮冰密集度)还受冰的远近,外形, 光照,反射等因素的影响,观测时应注意排除这些因素 所产生的误差。
海冰对海上石油平台构成严重威胁
7
2004/05年冬季渤海及黄海北部的冰情冬季严重 冰情期间,辽东湾沿岸港口均处于封冻状态。受 海冰影响,中国海洋石油有限公司位于辽东湾的 石油平台需靠破冰船引航才能保证平台供给及石 油运输。
8
1969年2~3月,渤海发生百年不遇的大冰封灾害,
整个渤海被几十厘米至一两米、甚至八九米厚的坚冰封
10 0.53 1.86
15 0.80 0.77
20 -1.07 0.31
24.69
25 1.35
30 1.63 2.47
35 1.91 3.52
40 2.20 4.54
-1.33
-1.33 1.40
当盐度低于24.695时,最 大密度值的温度在冰点以上, 在上、下层海水都给冷却到 最大密度时的温度以后,此 时对流停止,只要表面海水 继续冷却到冰点就可以结冰 了。
8
2006年,进入2月份,受寒潮影响,渤海海 冰增长迅速,辽东湾海冰范围从1月底的48海 里发展到70多海里。国家海洋环境预报中心首 次启动《海冰灾害应急预案》,及时向有关部 委、海上生产运输部门以及受海冰影响的沿海 省(直辖市)人民政府等发布冰情警报,提请各 有关单位和部门,做好防冰减灾工作。 后来的几天,受大范围降雪和大风降温的 共同影响,渤海辽东湾海冰范围达到80~90海 里,一般平整冰厚15~25厘米,最大冰厚45厘 米。海冰对港口设施、海上交通运输和生产作 业产生严重影响。
1海冰概况
2 冰量和浮冰密集度观测
海冰 观测
3 冰型、冰的外貌特征和冰状观测 4 浮冰运动参数和固定冰堆积状况、范围观测5 测绘 冰情图 6 海冰监测系统
海冰概念 海冰是海水冻结而成的咸水冰。但广义的海冰指 海洋上所有的冰:咸水冰、河冰、冰山等。
大陆冰川或陆架冰滑入海 洋后断裂而成的巨大冰块中, 露出海面的高度在五米以上 的称为冰山。高度大的可达 几十米,长度可为几百米至 几十公里。特大的冰山就叫 冰岛。
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海水结冰时,能将所含的盐分排析出来。少数来不及析
出的盐分就被包围在冰晶的空隙里,形成盐泡。这样,海冰 是淡水冰晶、“卤水”和气泡的混合体,所以带有咸味。
当海冰形成以后,大量的盐分从冰中析出,因此冰层以下的 海水盐度要增大,这就使海水结冰更加困难了。
14
一般说来,海水达到冰点以后就开始结冰,但由于自然条 件和气象条件的影响,海水结冰的情况就有所不同。例如,在 风浪较大的大洋中不易结冰,但在无风、海面平静的条件下, 或小潮期间(流速低),结冰就迅速得多。此外,淡水流入的 河口区,水浅和伸入陆地海湾都易于结冰。 这些特点对海冰预报都有指导意义。
冰山巡逻队,用飞机、无线电、雷达等手段,侦查报告冰
山的地点和活动情况,发布冰山警报。60年代以后,卫星、 遥感技术可进行及时地、同步地和大范围地监视冰山的活 动。
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2001年2月7-13日,渤海和黄 海北部出现该年度最大范围的海 冰。辽东湾海冰距湾顶最大距离 115海里,一般冰厚15-25厘米, 最大冰厚60厘米;渤海湾海冰 距湾顶最大距离约30海里,一 般冰厚10-20厘米,最大冰厚35 厘米;黄海北部海冰距岸最大距 离约33海里,一般冰厚10-20厘 米,最大冰厚30厘米。
个冰期内,初冰日只有一个。我国的初冰日,一般在11月
下旬~1月中旬。
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终冰日是指冰最后消失之日,也用“某月某日”来表
示。在一个冰期内终冰日也只能是一个。因此,观测时 要延长一定的时段。如果冰化了一段时期,后又出现冰, 应以最后终了的日期为准。我国海区的终冰日一般在2月 下旬至3月上旬之间。 冰期是用初冰日起至终冰日止的一个时段的天数表示。 这与实际有冰的天数不一样,也不能表达实际有冰的程度, 但是能说明气候冷暖和变化特征。(有冰天数是有冰日子 之和,间断的无冰日数不算在内。) 我国的冰期大多数是跨年度的,这与冬季跨年度有关。 冰情年度为入冬的头年年度为准。例如:1968年冰情年 度是指1968年冬至1969年春这一时段,并且不论初冰日 17 出现在哪一年,都称入冬的头年的年号为冰期年度。
冰量包括总冰量,浮冰量和固定冰量三种。总冰量为所有冰
覆盖整个能见海面的成数;浮冰量为浮冰覆盖整个能见海面的 成数;固定冰量为固定冰覆盖整个能见海面的成数。
浮冰密集度是描述浮冰群里冰块与冰块 之间紧密程度的一个物理量。 它被定义为:浮冰群中所有冰块总面积 占整个浮冰区域面积的成数。