這些海域都會(huì)發(fā)生海冰，尤其是遼東海灣，海冰尤為嚴(yán)重。這些海冰的堆積和漂移對(duì)我國冬季的油氣勘探尤其是海洋運(yùn)輸系統(tǒng)都造成了巨大的威脅。歷史上曾經(jīng)發(fā)生過海冰堵塞航道、撞毀海上運(yùn)輸船只以及推倒石油平臺(tái)的事故［2］，為保證海洋運(yùn)輸系統(tǒng)的安全、適應(yīng)冬季海洋油氣的開發(fā)需求、減少并預(yù)防海冰可能會(huì)造成的災(zāi)害，亟需建立海冰工況綜合預(yù)報(bào)系統(tǒng)。目前，我國對(duì)于海冰的監(jiān)測(cè)方式主要包括以下三種方式：一是日常的岸站監(jiān)測(cè)，即海冰的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)以及氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。但是這種方式由于數(shù)據(jù)較為稀疏，

近幾十年來北冰洋海冰覆蓋面積和范圍急劇減小[1-3]，海冰厚度和海冰密集度也不斷降低，對(duì)區(qū)域氣候環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)均產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響[4]。波弗特海（圖1）位于西北冰洋，是北冰洋海冰變化最劇烈的邊緣海之一。波弗特海海冰融化早晚影響著浮游植物藻華，對(duì)區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)具有重要影響[5]。融冰形成的淡水增加了北冰洋淡水含量，并使波弗特流渦局部變淡[6-7]。此外，波弗特海是西北航道的重要組成部分，其海冰狀況對(duì)于航道開通時(shí)間意義重大[8]。在海冰總體減少的趨勢(shì)下，

0 a弗雷姆海峽海冰輸出研究王 坤1, 畢海波2, 黃 玨1(1. 山東科技大學(xué) 測(cè)繪與空間信息學(xué)院, 山東 青島 266590; 2. 中國科學(xué)院海洋研究所, 山東 青島 266071)北極海冰作為一個(gè)巨大的淡水資源庫, 每年向全球輸送大量淡水資源, 從北極輸出的海冰在向南輸送的過程中融化, 對(duì)海洋水循環(huán)與水環(huán)境產(chǎn)生影響, 進(jìn)而影響全球氣候變化, 弗雷姆海峽作為北極海冰輸出的主要通道, 對(duì)其研究顯得尤為重要。為了解弗雷姆海峽海冰長(zhǎng)期輸出量, 利用美國冰雪

科學(xué)家發(fā)現(xiàn),南極海冰面積縮小至歷史新低水平，背后原因包括自然界的氣候循環(huán)，更重要的是人為因素造成的氣候變暖。報(bào)道稱，南極海冰面積于2014年開始縮小，并在2017年創(chuàng)下1978年有衛(wèi)星記錄以來最低水平。盡量隨后幾年有短暫回升，但近年來極端氣候頻現(xiàn)，2020年，南極更是遭遇罕見熱浪襲擊，最高氣溫較往年上升約9.2℃。截至今年2月底（南極夏季結(jié)束），南極海冰面積縮小至190萬平方公里左右，再創(chuàng)新低。對(duì)此，科學(xué)家警告稱：海冰面積減少是個(gè)重大問題，因?yàn)檫@將加快全球

北部海域逐漸進(jìn)入海冰期，但由于全省多地疫情出現(xiàn)散發(fā)，給海冰冰情調(diào)查帶來一定影響。為進(jìn)一步完善遼寧省海洋預(yù)警監(jiān)測(cè)體系建設(shè)，探索空天海地一體化海冰監(jiān)測(cè)手段，遼寧省自然資源廳海洋預(yù)警部門首次應(yīng)用自然資源衛(wèi)星遙感技術(shù)開展海冰監(jiān)測(cè)，這也標(biāo)志著海洋系列衛(wèi)星在遼寧省自然資源領(lǐng)域正式進(jìn)入業(yè)務(wù)化應(yīng)用階段。為提高今冬海冰監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確率，在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，省自然資源廳充分發(fā)揮自然資源衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)，利用海洋系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)海冰發(fā)展態(tài)勢(shì)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。在此次海冰監(jiān)測(cè)過程中，省自然資源

頻繁[2-3]。海冰凍結(jié)和漂移均會(huì)對(duì)渤海海運(yùn)、油氣勘探和生產(chǎn)等造成不同程度的影響，形成海冰災(zāi)害。截止目前，海冰已導(dǎo)致了多起石油平臺(tái)坍塌、船舶損壞、航道堵塞等災(zāi)害事件發(fā)生，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[4-6]。海冰是全球冰雪圈層的重要組成部分，對(duì)氣候變化較為敏感，研究海冰年際變化、日變化差異，可以精確指示局部區(qū)域內(nèi)的氣候變化[7]。海冰淡化因海冰平均鹽度遠(yuǎn)低于海水，有利于降低淡化成本，可以為中國北方地區(qū)解決缺水問題提供新的戰(zhàn)略水資源[8-10]。海冰資源開發(fā)利用的

孟俊敏, 劉根旺海冰表面和底層形態(tài)的特征相關(guān)性分析——以2011年早春拉布拉多海海冰實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為例李星星1, 2, 3, 張 晰2, 3, 包 萌2, 3, 孟俊敏2, 3, 劉根旺2, 3(1. 山東科技大學(xué) 測(cè)繪與空間信息學(xué)院, 山東 青島 266590; 2. 自然資源部第一海洋研究所, 山東 青島 266061; 3. 自然資源部海洋遙測(cè)技術(shù)創(chuàng)新中心, 山東 青島 266061)海冰表面和底層形態(tài)的特征相關(guān)性分析對(duì)海冰分類、氣候研究以及海冰厚度估計(jì)等

害之一，渤海區(qū)域海冰會(huì)對(duì)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)造成重大的影響[1]。渤海區(qū)域儲(chǔ)存有豐富的油氣資源，每年冬季出現(xiàn)的海冰已經(jīng)對(duì)油氣平臺(tái)的正常生產(chǎn)和開發(fā)產(chǎn)生了重大影響[2-5]。近年來，衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展為海冰監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)提供了時(shí)空連續(xù)的數(shù)據(jù)來源[6]。利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)來反演海冰信息的方法：吳龍濤等[7]利用MODIS 1B 數(shù)據(jù)對(duì)渤海海冰的參數(shù)反演進(jìn)行了研究；武晉雯等基于MODIS 熱紅外波段和實(shí)測(cè)冰溫，建立海冰溫度與海冰面積的關(guān)系，提取了遼東灣海冰的面積[8]；鄧

引言遼東灣是我國海冰冰情最嚴(yán)重的海區(qū)，冬季受強(qiáng)冷空氣影響會(huì)有不同程度的結(jié)冰現(xiàn)象，每年冬季結(jié)冰，次年春季融冰，為典型的一年冰，冰期可達(dá)3～4個(gè)月。海冰是冬季影響我國北方海洋最主要的災(zāi)害之一，嚴(yán)重的冰情會(huì)造成很大損失，如船只被凍在海上導(dǎo)致船體擠壓變形破裂進(jìn)水，港灣及航道被封凍，海上石油平臺(tái)和觀測(cè)平臺(tái)等建筑物遭到破壞[1]，海水養(yǎng)殖業(yè)損失嚴(yán)重[2]等。因此，開展海冰監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)尤為重要。我國系統(tǒng)的海冰監(jiān)測(cè)工作開始于20世紀(jì)60年代初期，20世紀(jì)80年代后開始大量應(yīng)

極航行時(shí)可能會(huì)與海冰發(fā)生碰撞，產(chǎn)生的沖擊振動(dòng)通過船體傳遞到船體結(jié)構(gòu)、動(dòng)力設(shè)備、船員工作艙室、居住艙室和旅客客艙，從而影響船舶安全性和乘客的舒適性體驗(yàn)[1]。因此，研究冰載荷對(duì)極地郵輪振動(dòng)的影響，對(duì)于提高極地郵輪冰區(qū)航行舒適性和安全性具有重要意義[2-3]。實(shí)驗(yàn)研究極地郵輪與浮冰的碰撞問題成本高、周期長(zhǎng)，而使用數(shù)值模擬方法研究極地郵輪冰?船碰撞具有成本低、周期短等優(yōu)勢(shì)，且數(shù)值模擬方法還可以模擬復(fù)雜海況[4-5]。海冰模型是極地郵輪與冰碰撞分析的重要手段，在分

均受到不同程度的海冰影響，海冰成為渤海海上運(yùn)輸、水產(chǎn)養(yǎng)殖及油氣開采等活動(dòng)的主要威脅[1]。海冰受風(fēng)、浪和流等環(huán)境因素的影響可發(fā)生漂移運(yùn)動(dòng)[2]，并與海冰覆蓋區(qū)域內(nèi)的海洋平臺(tái)和風(fēng)機(jī)等固定式結(jié)構(gòu)發(fā)生作用，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可逆的損傷，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[3]。擠壓破壞是海冰與直立結(jié)構(gòu)作用最常見的破壞模式，其破壞過程與海冰的壓縮強(qiáng)度密切相關(guān)，因此研究海冰單軸壓縮強(qiáng)度對(duì)冰區(qū)結(jié)構(gòu)的確定有重要意義[4]。海冰的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜且包含固態(tài)冰晶、鹽水與空氣組分，因此其力

9)1 引言南極海冰是極地氣候系統(tǒng)的重要組成部分，也是全球氣候變化最為敏感的要素之一。南極海冰影響著大氣和海洋界面的通量（如熱量、動(dòng)量、物質(zhì)等）交換，參與南大洋復(fù)雜的大氣-海冰-海洋相互作用：例如，通過冰間湖形成過程中的鹽析作用促進(jìn)底層水的生成[1-2]，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)全球大洋環(huán)流。南極海冰融化和凍結(jié)導(dǎo)致海水溫度、鹽度變化以及繞極深層水位置的調(diào)整，影響了冰架底部融化和海平面升高[3-4]。同時(shí)，海冰能夠反射大部分太陽輻射，直接影響南半球高緯度天氣和氣候系統(tǒng)，包括

世紀(jì)以來，北冰洋海冰覆蓋范圍呈現(xiàn)快速下降的趨勢(shì)[1]，存在著顯著的時(shí)空差異。同時(shí)，海冰年平均厚度也在變薄[2]，更多的多年冰被脆弱的一年冰取代[3]，這對(duì)北極的氣候產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響[4-5]，也使得更多經(jīng)濟(jì)活動(dòng)得以在北冰洋區(qū)域開展，對(duì)世界地緣戰(zhàn)略格局產(chǎn)生重大影響[6]。增進(jìn)北冰洋海冰變化規(guī)律的研究對(duì)于認(rèn)識(shí)北冰洋環(huán)境的快速變化、服務(wù)極地海域經(jīng)濟(jì)建設(shè)尤為關(guān)鍵。在北冰洋海冰變化規(guī)律的研究中，海冰融化消退的早晚是一個(gè)重要的問題。因?yàn)槿诨鹗?、融池形成?span id="syggg00" class="hl">海冰消退的過程

群島區(qū)域西北航道海冰冰情長(zhǎng)期時(shí)空變化特征研究沈心儀1張瑜1,2,3陳長(zhǎng)勝4,1,3胡松1,3(1上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院, 上海 201306;2南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室(珠海), 廣東 珠海 519082;3上海海洋大學(xué)國際海洋研究中心, 上海 201306;4馬薩諸塞大學(xué)達(dá)特茅斯分校海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 馬薩諸塞州 新貝德福德市 02744, 美國)加拿大北極群島西北航道區(qū)域海冰冰情對(duì)西北航道的開通及航行安全有著顯著的影響。本研究將西北航道分為南

研究論文威德爾海海冰年際變化特征劉境舟 趙亮 王圣 白雨(天津科技大學(xué)海洋與環(huán)境學(xué)院, 天津 300457)南大洋海冰在全球氣候變化中扮演著重要的角色, 威德爾海作為南大洋最大的海灣更是研究南大洋海冰變化的熱點(diǎn)地區(qū)?；?993—2017年GLORYS12V1海冰密集度數(shù)據(jù), 分析了威德爾海海冰分布和25年間的海冰面積的年際變化特征。研究結(jié)果表明, 威德爾海海冰密集度分布具有較強(qiáng)的季節(jié)性, 威德爾海海冰在南極半島一側(cè)堆積的重要成因是風(fēng)場(chǎng)的分布差異, 毛德皇

ny.edu極地海冰是地球氣候系統(tǒng)的重要組成部分。全球海洋約有7%被海冰所覆蓋。海冰的高反照率大大減少了極區(qū)海洋對(duì)太陽輻射的吸收,使極地成為全球氣候系統(tǒng)的冷源;海冰的存在,阻礙了海洋與大氣的直接聯(lián)系,大大減弱甚至阻止了大氣與海洋間熱量、動(dòng)量、水汽、CO2等的交換;海冰融化使得海洋表層鹽度降低,而海水凍結(jié)析鹽使得海洋表層鹽度增加,這直接影響著海洋深層水的形成及對(duì)流強(qiáng)度(如:北大西洋深層水和南極底層水),進(jìn)而影響海洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流(圖1)。極地海冰通過其特有的熱

24）不同海域的海冰受氣象、水文等環(huán)境因素的影響，其冰晶結(jié)構(gòu)、冰溫、鹽度和密度等各有不同，這些特征對(duì)海冰的彎曲強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì)有很大影響（陳曉東等，2019；劉成等，2020；王慧等，2020）。在海冰與極地船舶、海洋平臺(tái)、斜面護(hù)坡等海洋工程結(jié)構(gòu)的相互作用中，海冰的破壞模式主要為彎曲破壞（Long et al，2020；Kujala，1996）。因此，海冰彎曲強(qiáng)度的試驗(yàn)確定對(duì)極地船舶與海洋工程的抗冰設(shè)計(jì)具有重要意義（Timco et al

081）1 引言海冰主要分布在地球的南北兩極，是全球氣候變化最敏感的成分之一。海冰通過反射、熱輻射等方式影響海氣熱交換。海冰的高反照率大大減少了極地對(duì)太陽輻射的吸收，使極地成為全球氣候系統(tǒng)的熱匯和冷空氣的源地；海冰的存在阻斷了海洋與大氣的之間熱量、動(dòng)量、水汽及二氧化碳等的交換；海水凍結(jié)和融化過程提供了海冰與海洋之間的直接聯(lián)系，影響海洋的垂直和水平溫鹽環(huán)流，進(jìn)而對(duì)全球氣候變化產(chǎn)生影響[1-4]。伴隨全球氣候變暖，北極地區(qū)的海冰范圍和面積快速減少[5]，厚度也

出的重要通道,其海冰變化以及通過該區(qū)域的北冰洋淡水變化會(huì)對(duì)北大西洋及其下游的水文狀況、自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。此外,加拿大北極群島海冰的變化情況會(huì)對(duì)西北航道的通行產(chǎn)生顯著作用。然而由于觀測(cè)數(shù)據(jù)在時(shí)空上的限制,現(xiàn)今的研究對(duì)加拿大北極群島海冰具體變化過程以及影響其變化的機(jī)制了解得還不夠深入。本文梳理了目前國內(nèi)外有關(guān)加拿大北極群島海冰密集度、海冰面積、海冰厚度、海冰面積通量等主要海冰要素變化的相關(guān)研究進(jìn)展,分析了海冰變化對(duì)西北航道通航的作用,總結(jié)了影響加

地球系統(tǒng)[1]。海冰是南極地區(qū)最重要的大氣環(huán)境特征之一，海冰的存在及其季節(jié)和年際變化是極地海洋狀況最顯著和變化最大的特征[2]。由于海冰的高反射率特性，使得其反射了大部分的太陽光，從而平衡了海洋與大氣之間的熱量[3]。海冰的變化影響南極地區(qū)太陽輻射的吸收，直接導(dǎo)致熱量收支的差異[4]。因此南極海冰變化的研究對(duì)于全球氣候變化有著重要意義。研究表明，南極海冰主要由多年冰和一年冰組成。多年冰指存在時(shí)間大于一年的海冰，夏季沒有融化的海冰一般為多年冰，一般將每年夏季

洋夏天可能會(huì)出現(xiàn)海冰完全消融的情況。北冰洋海冰每年都會(huì)冬增夏減，9月最少。從總體上看，北冰洋海冰減少已是不爭(zhēng)事實(shí)。衛(wèi)星觀測(cè)顯示，在9月測(cè)得的北冰洋海冰面積，自1979年以來每10年減少13%。最新研究分析了23個(gè)可顯示季節(jié)性海冰融化情況的模型，將它們與衛(wèi)星觀測(cè)結(jié)果比對(duì)，篩選出最能反映實(shí)際情況的6個(gè)模型，綜合分析認(rèn)為北冰洋海冰完全消融的情況最早可能在2044年夏天出現(xiàn)。北冰洋海冰面積的變化會(huì)在環(huán)境、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)等方面產(chǎn)生廣泛影響。更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出相關(guān)變化出現(xiàn)的時(shí)

019年6月南極海冰數(shù)量跌至有記錄來最低點(diǎn)。專家稱：氣候變暖影響帝企鵝繁殖。帝企鵝依賴海冰交配繁殖，它們每年4月抵達(dá)海冰棲息地，一直到12月離開。這期間需要海冰保持穩(wěn)定，若提早破裂，帝企鵝幼仔的羽毛未長(zhǎng)好，還無法游泳會(huì)被淹死。2016年，南極曾有數(shù)千只帝企鵝幼仔被淹死。若持續(xù)升溫，本世紀(jì)末帝企鵝或減少80%。（據(jù)中新社2019.12.30訊）

266011)海冰是一種敏感的氣候指標(biāo)，限制海洋和大氣之間的能量、動(dòng)量和物質(zhì)的交換。同時(shí)，海冰的存在影響海表反照率，減少地球表面吸收的太陽輻射量。海冰在形成過程中析出鹽可以導(dǎo)致冰下海水密度增加，有助于垂直方向的海洋的溫鹽環(huán)流，而海冰融化會(huì)增加上層海洋的穩(wěn)定性。此外，海冰直接影響高緯度地區(qū)船舶航行和近海作業(yè)。因此，在高緯或極地海域，準(zhǔn)確確定海冰的范圍，對(duì)航行安全十分重要[1]。同時(shí)，研究極地海冰的時(shí)空特性對(duì)于監(jiān)測(cè)全球氣候變化、天氣預(yù)報(bào)、漁業(yè)捕撈和海洋運(yùn)輸具

ASI算法對(duì)南極海冰密集度進(jìn)行反演，并將結(jié)果與德國布萊梅大學(xué)提供的同期海冰密集度結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。結(jié)果表明：基于FY-3 CMWRI數(shù)據(jù)的海冰密集度反演結(jié)果與布萊梅大學(xué)的海冰密集度結(jié)果基本相同，9月平均海冰密集度分別為0.888和0.901，兩者相差1.44%;平均海冰面積分別為15.635×106km2和16.374×106km2，兩者相差4.52%;海冰面積趨勢(shì)的相關(guān)系數(shù)達(dá)0.91。因此，基于FY-3C MWRI數(shù)據(jù)的LASI算法反演海冰密集度是可行的

)近年來，北冰洋海冰覆蓋的面積不斷下降，開闊水域不斷增大，北極海冰變化特征及其影響因素逐漸受到關(guān)注。Bader等[1]在現(xiàn)有觀測(cè)數(shù)據(jù)和數(shù)值模式的基礎(chǔ)上，甚至預(yù)測(cè)2040年北冰洋夏季海冰完全消失。大量研究表明，熱力和動(dòng)力原因，是北極海冰快速減少的機(jī)制。熱力方面，冰—海反照率正反饋機(jī)制觸發(fā)，海冰反照率遠(yuǎn)大于開闊水域，海冰面積與開闊水域此消彼長(zhǎng)，導(dǎo)致北冰洋反照率降低，增加了太陽輻射的吸收，加劇了海冰的融化[2]；動(dòng)力方面，北極濤動(dòng)、北極偶極子異常等大氣環(huán)流和海洋

)近年來，北冰洋海冰覆蓋的面積不斷下降，開闊水域不斷增大，北極海冰變化特征及其影響因素逐漸受到關(guān)注。Bader等[1]在現(xiàn)有觀測(cè)數(shù)據(jù)和數(shù)值模式的基礎(chǔ)上，甚至預(yù)測(cè)2040年北冰洋夏季海冰完全消失。大量研究表明，熱力和動(dòng)力原因，是北極海冰快速減少的機(jī)制。熱力方面，冰—海反照率正反饋機(jī)制觸發(fā)，海冰反照率遠(yuǎn)大于開闊水域，海冰面積與開闊水域此消彼長(zhǎng)，導(dǎo)致北冰洋反照率降低，增加了太陽輻射的吸收，加劇了海冰的融化[2]；動(dòng)力方面，北極濤動(dòng)、北極偶極子異常等大氣環(huán)流和海洋

24)近年來北極海冰覆蓋面積逐漸減少，開發(fā)北極冰區(qū)海洋資源受到各國的重視。目前在冰區(qū)資源開發(fā)面中還面臨著眾多亟待解決的問題，其中冰荷載就是最主要的問題之一。冰單軸壓縮強(qiáng)度是冰荷載計(jì)算的關(guān)鍵參數(shù)，由于海冰是一種復(fù)雜的材料，組成成分有氣泡、鹽分、質(zhì)等。海冰的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、加載速率、鹽度、孔隙率、密度等共同影響著海冰的壓縮強(qiáng)度，使得其力學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)出很大的離散性。由于生長(zhǎng)環(huán)境和氣象條件的不同導(dǎo)致了冰不同的紋理組織或是多晶體中單個(gè)晶粒的不同方位,因此也就形成了不同的晶體

023)0 引言海冰主要分布在地球的兩極[1],其存在阻礙了風(fēng)場(chǎng)對(duì)海水動(dòng)量的直接輸入, 減緩了海洋和大氣間的能量交換, 影響海洋和大氣間的熱量、能量、動(dòng)力的傳遞, 進(jìn)而影響大氣和海洋的循環(huán)[2]。南極海冰的變化不僅影響該地區(qū)局部的能量平衡,同時(shí)也對(duì)全球大氣環(huán)流和氣候變化產(chǎn)生影響。自20世紀(jì)70年代末有連續(xù)衛(wèi)星觀測(cè)記錄以來, 國內(nèi)外學(xué)者對(duì)南極海冰進(jìn)行了許多研究[3-8], 然而南極整體海冰變化與南極大陸邊緣海的海冰變化不同[7], 研究南極大陸邊緣海域的海冰

9)0 引言極地海冰區(qū)是影響全球氣候環(huán)境變化的重要區(qū)域和敏感區(qū)[1]。海冰能改變大洋表面的輻射平衡和能量平衡、隔離海洋與大氣間的熱交換和水汽交換。海冰的形成和發(fā)育影響著大洋溫、鹽流的形成和強(qiáng)度, 從而直接作用于大氣、海洋環(huán)境[2-3]。海冰覆蓋范圍及其季節(jié)和年際變化規(guī)律是研究全球氣候變化的重要線索[4-5]。因此, 獲取準(zhǔn)確的北極海冰范圍和動(dòng)態(tài)變化信息具有十分重要的研究?jī)r(jià)值。遙感技術(shù)的發(fā)展使得對(duì)海冰的監(jiān)測(cè)能力大大提高, 逐步成為監(jiān)測(cè)全球海冰變化最有效的方式

局部高溫會(huì)導(dǎo)致海冰加速消融嗎2018年夏季，全球多地出現(xiàn)高溫現(xiàn)象，北極圈內(nèi)的一些陸地地區(qū)也難逃熱浪侵襲。人們不禁猜測(cè)，局部地區(qū)的高溫天氣會(huì)導(dǎo)致北冰洋的海冰加速消融嗎？專家表示，科學(xué)界普遍認(rèn)為，全球氣候變暖是導(dǎo)致近年來北極海域海冰覆蓋面積減少的主要原因之一。然而，2018年局部地區(qū)的極端高溫天氣是否直接導(dǎo)致海冰減少，還有待觀測(cè)和研究。從目前的海冰狀況來看，位于大西洋扇區(qū)的海冰向北退縮明顯。例如，中國北極科考站——黃河站所在的斯瓦爾巴群島還有格陵蘭島北部等地區(qū)

結(jié)構(gòu)形式。為研究海冰與錐體結(jié)構(gòu)的相互作用過程，文章建立了適用于模擬海冰破碎特性的離散單元模型。該模型將海冰離散為若干個(gè)具有粘接-破碎功能的顆粒單元，并通過海冰彎曲試驗(yàn)確定了單元間的粘接強(qiáng)度；然后對(duì)海冰與錐體結(jié)構(gòu)的作用過程進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，獲得了相應(yīng)的動(dòng)冰荷載及冰振響應(yīng)；在此基礎(chǔ)上討論了不同錐角影響下冰荷載及結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)的變化規(guī)律。結(jié)果表明，水平方向冰荷載及結(jié)構(gòu)冰振響應(yīng)隨錐角的增加明顯增加，而豎直方向冰荷載則顯著降低。該離散單元模型還可進(jìn)一步應(yīng)用于不同類型抗冰

師范大學(xué)海岸帶與海冰研究中心，北京100875；5.北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院水環(huán)境模擬國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100875）海冰運(yùn)動(dòng)研究進(jìn)展綜述顏 鈺1,2,3,4，邵冬冬5，許映軍1,2,3,4，顧 衛(wèi)1,2,3,4（1.北京師范大學(xué)環(huán)境演變與自然災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100875；2.北京師范大學(xué)民政部/教育部減災(zāi)與應(yīng)急管理研究院，北京 100875；3.北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部，北京 100875；4.北京師范大學(xué)海岸帶與海冰研究中心，北京10087

5由于對(duì)未來北極海冰體積的變化研究相對(duì)較少，本文利用多模式比較計(jì)劃模擬的海冰結(jié)果，對(duì)北極9月海冰體積及其與海冰覆蓋范圍的關(guān)系進(jìn)行了分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于海冰覆蓋范圍，多模式模擬得到的北極海冰體積的差異跨度更大，但這種差異跨度隨著時(shí)間的演變迅速減小，表明海冰體積可能是比海冰覆蓋范圍更為敏感的因子。同時(shí)少數(shù)幾個(gè)能夠更加合理反映觀測(cè)的海冰特征與變化的模式的模擬結(jié)果顯示，在高排放情景下，北極海冰在本世紀(jì)70年代時(shí)，基本達(dá)到了無冰的狀態(tài)。IntroductionTh

eithian?海冰，來年再見啦！撰文｜leithian渤海黃海最近表示很輕松，因?yàn)榘哆叺?span id="syggg00" class="hl">海冰終于消散了！每年冬天，海冰災(zāi)害都肆虐我國北方海域。這些冰都是哪里來的？海冰就是海里的冰么？這個(gè)說法其實(shí)并不完全是對(duì)的。狹義來講，海冰單指海水凍結(jié)而成的冰。從這一狹義的定義出發(fā)，就將海冰與其他出現(xiàn)在海里的冰區(qū)分開來。我們知道，海里的冰除了最常見的海冰，還有從大陸冰川、湖泊及河流中滑入海中的淡水冰。陸地冰川延伸入海，浮在海面上，形成冰架。陸地冰川和冰架的前端斷裂入海，

于直接剪切試驗(yàn)的海冰粘接力研究于 馳1，王 剛2（1．大連大學(xué) 環(huán)境與化工學(xué)院，遼寧 大連 116622；2. 大連大學(xué) 建筑工程學(xué)院，遼寧 大連 116622）在渤海海冰動(dòng)力學(xué)本構(gòu)模型研究中，基于Mohr-Coulomb屈服準(zhǔn)則的黏彈塑性本構(gòu)模型已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。在此本構(gòu)模型中，表征冰間黏結(jié)強(qiáng)度的粘接力是影響本構(gòu)模型精度的一個(gè)重要參數(shù)，因次如何確定粘接力是一個(gè)重要的問題。本文首先通過理論分析，確定了影響粘接力的兩個(gè)重要參數(shù)：溫度和鹽度，并建立了粘接力

100081)海冰動(dòng)力過程的改進(jìn)離散元模型及在渤海的應(yīng)用季順迎1，王安良2，米麗麗1，劉煜2，李寶輝2(1. 大連理工大學(xué) 工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連 116023；2. 國家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心 國家海洋局海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081)海冰的斷裂、重疊和堆積等離散分布特性廣泛地存在于極區(qū)和副極區(qū)的不同海域，并對(duì)海冰的生消、運(yùn)移過程有著重要影響。針對(duì)海冰在不同尺度下的離散分布特點(diǎn)，發(fā)展海冰動(dòng)力過程的離散元方法有助于完善海

南極AMSR-E海冰密集度產(chǎn)品精度蘇昊月1，趙 羲1（1.武漢大學(xué) 中國南極測(cè)繪研究中心，湖北 武漢 430079）根據(jù)船測(cè)方法在MODIS影像上提取模擬船測(cè)海冰密集度，并與船測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)合驗(yàn)證AMSR-E海冰密集度產(chǎn)品。結(jié)果表明，AMSR-E海冰密集度與模擬船測(cè)海冰密集度的一致性高于其與船測(cè)海冰密集度，且相同時(shí)間、相同尺度下的海冰密集度之間一致性較高，不同時(shí)間、相同尺度下的海冰密集度之間存在不同程度的差異。海冰密集度；海冰邊界；MODIS；船測(cè)數(shù)據(jù)；南極極地

00)北極中央?yún)^(qū)海冰密集度與云量相關(guān)性分析紀(jì)旭鵬1，趙進(jìn)平1(1 中國海洋大學(xué) 物理海洋教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100)本文使用海冰密集度以及低云、中云、高云的日平均數(shù)據(jù)，借助滑動(dòng)相關(guān)分析方法，研究了北極中央?yún)^(qū)海冰密集度與云量之間的相關(guān)性，分析了海冰與云的相互作用機(jī)制。研究表明，在春季海冰融化季節(jié)(4、5月)、秋季海冰凍結(jié)季節(jié)(10、11月)，低云與海冰密集度之間表現(xiàn)為較好的負(fù)相關(guān)，表明在這段時(shí)間內(nèi)冰區(qū)海面蒸發(fā)強(qiáng)烈，對(duì)低云的形成有重要貢獻(xiàn)。在1

)北極冬季季節(jié)性海冰雙模態(tài)特征分析郝光華1，蘇潔1*，黃菲1(1. 中國海洋大學(xué) 物理海洋教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100)近年來北極海冰快速變化，北極中央?yún)^(qū)邊緣正由以多年冰為主轉(zhuǎn)為季節(jié)性海冰為主。通過對(duì)北極冬季季節(jié)性海冰的EOF分解發(fā)現(xiàn)，2002-2012年期間北極季節(jié)性海冰變化的前兩模態(tài)主要體現(xiàn)為2005年和2007年的季節(jié)性海冰距平。其中第二模態(tài)主要體現(xiàn)了北極海冰在2005年的一種極端變化，而第一模態(tài)不僅體現(xiàn)了北極海冰在2007年的變化，還

的天然冰庫。南極海冰不僅直接影響海洋環(huán)流, 還對(duì)全球大氣環(huán)流起到舉足輕重的作用。因此, 對(duì)南極海冰要素的監(jiān)測(cè)具有重大意義, 其中, 監(jiān)測(cè)海冰外緣線對(duì)海冰覆蓋范圍估計(jì)和氣象研究等具有重要的指導(dǎo)作用[1]?，F(xiàn)今, 遙感技術(shù)已成為監(jiān)測(cè)南極海冰的主要手段, 具有覆蓋面積大、快速獲取及近實(shí)時(shí)等特點(diǎn)。其中的微波遙感對(duì)光照條件不敏感, 不受云層覆蓋影響, 具有全天候、全天時(shí)的特性, 尤其適用于南極的海冰監(jiān)測(cè)。微波遙感中的高度計(jì)在高緯度地區(qū)軌道較密集, 對(duì)極地海冰的連續(xù)監(jiān)

4)在結(jié)冰海域，海冰在與油氣平臺(tái)結(jié)構(gòu)、破冰船和沿岸建筑物的相互作用中會(huì)發(fā)生擠壓、屈曲、徑向開裂等不同破壞形式，并由此產(chǎn)生相應(yīng)的海冰荷載［1-3］。海冰壓縮破壞是最常見，也是產(chǎn)生最大冰荷載的作用形式［4-7］。此外，海冰壓縮強(qiáng)度也是影響地球物理尺度下海冰動(dòng)力過程和形變特性的重要因素［2，8］。因此，海冰壓縮強(qiáng)度的確定對(duì)冰區(qū)海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)及海冰動(dòng)力學(xué)特性研究具有十分重要的意義。近年來，海冰單軸壓縮強(qiáng)度在不同海域得到了廣泛且系統(tǒng)的研究。海冰是一種性質(zhì)復(fù)雜的天然復(fù)

266071)海冰厚度影響著氣候變化和海-氣能量與物質(zhì)交換。一年冰對(duì)海-氣界面的物理過程影響尤為顯著，其厚度提取具有重要研究意義［1-4］?，F(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)、高度計(jì)探測(cè)和航標(biāo)測(cè)量等現(xiàn)有冰厚獲取手段難以同時(shí)滿足長(zhǎng)期、大范圍和高分辨率的需求。全極化(SAR)能夠提供時(shí)空連續(xù)的高分辨率海冰散射信息。海冰SAR散射特性主要依賴于海冰表面粗糙度和復(fù)介電常數(shù)［5-6］，兩者又與海冰生長(zhǎng)過程密切相關(guān)，可將散射特性與冰厚聯(lián)系起來用于冰厚的提?。?-15］。一年平整冰的散射特性可

DIS數(shù)據(jù)的渤海海冰遙感探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)王 寧1，2，紀(jì)永剛2，張 晰2，梁 建2，宋平艦2，魯統(tǒng)臻2（1.國家海洋局北海預(yù)報(bào)中心，山東青島266033；2.國家海洋局第一海洋研究所，山東青島 266071）為了滿足渤海海冰預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)化的需求，針對(duì)渤海海冰和MODIS數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，結(jié)合MODIS-TERRA數(shù)據(jù)，編程實(shí)現(xiàn)了基于MODIS數(shù)據(jù)的渤海海冰遙感探測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)以IDL和Visual C++作為開發(fā)語言，為海冰信息提取提供了一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了海冰面積、

116018)海冰重疊動(dòng)力條件分析李春花1,孫鶴泉2(1.國家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心國家海洋局海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100081;2.大連艦艇學(xué)院,遼寧 大連 116018)由于重疊冰厚度較大,給冰區(qū)海洋運(yùn)輸以及海洋生產(chǎn)作業(yè)等帶來較大影響,為了得到科學(xué)客觀的重疊冰厚度,需要對(duì)重疊冰的形成條件進(jìn)行深入研究。利用理論分析和數(shù)值模擬方法,分析了波浪、風(fēng)和流對(duì)渤海海冰重疊的影響。通過理論計(jì)算分析發(fā)現(xiàn),波浪是導(dǎo)致海冰斷裂的主要因素;采用離散元方法對(duì)海冰重

A MOD IS海冰產(chǎn)品評(píng)價(jià)分析 ——以遼東灣海冰監(jiān)測(cè)為例馬龍(大連海事大學(xué)航海學(xué)院,大連 116026)NASA開發(fā)的MOD IS海冰產(chǎn)品可提供全球范圍的海冰分布和冰表溫度信息,但將其直接用于局地和區(qū)域海冰監(jiān)測(cè)時(shí),其精度還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。以遼東灣冬季海冰監(jiān)測(cè)為例,對(duì)MOD IS海冰產(chǎn)品進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)品將區(qū)域內(nèi)絕大部分海冰標(biāo)識(shí)為云。根據(jù)NASA的海冰算法,利用反射率和冰表溫度 (Ice Surface Temperature,IST)數(shù)據(jù)對(duì)海冰范圍進(jìn)

起著重要的作用,海冰則是冷源的關(guān)鍵要素[1]。海冰通過熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)過程以及在時(shí)空上的反饋機(jī)制對(duì)地區(qū)乃至全球的氣候狀態(tài)和變化起著極其重要的作用[2]。南極海冰對(duì)大氣-海洋間相互作用有重大影響,特別是對(duì)深海洋區(qū)中冬季的結(jié)冰和發(fā)育造成的垂向?qū)α?、夏季的融化是形成南極表層水,進(jìn)而形成南極中層水的主要原因。南極陸架區(qū)的海冰興衰過程是形成南極陸架水的直接原因,它與變性南極繞極深層水混合并受到冰川冰的進(jìn)一步冷卻作用,成為形成南極底層水的主要水團(tuán)。南極海冰區(qū)是南大洋生物

近10年里,北極海冰逐漸縮小,而南極海冰卻有所擴(kuò)張,全球變暖是否屬實(shí)?美國佐治亞理工學(xué)院研究人員為我們解釋了這一看起來矛盾的現(xiàn)象,為何在全球變暖的形勢(shì)下,南極海冰卻在增加。相關(guān)研究論文發(fā)表在8月16日出版的《美國國家科學(xué)院院刊》上。然而,根據(jù)氣候模型預(yù)測(cè),21世紀(jì)持續(xù)增加的溫室氣體將導(dǎo)致海冰無論是上層還是下層,都會(huì)以更快的速度融化。其原理是,大氣變得越來越熱,加熱了上層海水,這從下面增加了海冰的融化。此外,熱量增加也將導(dǎo)致降雪減少,更多以雨水的形式降落。而