海洋遥感的研究进展

对国内外海洋遥感的发展情况进行了简单的回顾;以海冰冰情,海面风场,海洋水色等的监测为代表,重点介绍了海洋遥感的应用;最后对海洋遥感的研究重点和未来发展方向进行了评述。     

冬季北极海冰面积异常与中国气温变化之间的年际关系

利用1957-2001年冬季的北极海冰资料、中国160站气温资料以及NCEP再分析的大气环流资料分析了冬季北极海冰面积异常与中国气温变化之间的年际关系.过去44年来,北极海冰面积总体上具有减小趋势(鄂霍次克海是例外,那里海冰面积有增加趋势),相应地北极涛动趋于增强,我国大部分地区趋于增暖.叠加这种趋势变化之上的是年际变化.在年际时间尺度上,冬季海冰变化的主要空间型表现为格陵兰海和白令海的海冰异常总是和鄂霍次克海、巴伦支海东部、喀拉海(新地岛附近)以及哈得孙湾的海冰异常符号相反,并且与500 hPa高度场上的EU和WP型遥相关对应.当冬季格陵兰海和白令海的海冰异常偏少,而鄂霍次克海、巴伦支海东部、喀拉海(新地岛附近)以及哈得孙湾的海冰异常偏多时,西伯利亚高压和阿留申低压都偏弱,冬季风减弱,东亚西风增强,我国冬季大部分地区温度升高;反之亦然.     

北极海冰缩减对海洋生物的影响

在全球气候变暖以前,北冰洋上冻结着厚厚的坚冰。那时北冰洋的绝大部分常年被海冰覆盖,95%的海冰是多年冰,只有靠近海岸的一些海域夏季会发生海冰融化。全球气候变暖后的20世纪,北极海冰范围没有明显变化,但海冰厚度缩减了近一半,为后来的海冰大范围消融创造了条件。     

基于GLCM和小波特征的SAR海冰分类

为了减少相干斑噪声对合成孔径雷达(SAR)海冰分类结果的影响,综合灰度共生矩阵(GLCM)和小波特征,提出了融合空间域和频域的纹理特征的SAR海冰分类方法,利用航天飞机成像雷达3号(SIR-C)探测数据,开展了SAR海冰分类研究。结果表明,该分类方法能在保留图像边缘细节信息的基础上,提取小波特征,减少噪声影响,解决了灰度共生矩阵方法无法克服的斑点状分类不准确问题,提高了分类精度。     

海冰微辐射特征的研究

本文给出了海冰介电常数的理论模型和海冰分层辐射理论模型，并用计算机编程计算了两种理论模型。从实验角度，本文给出了测量数据的曲线拟合方法，并着手建立了海冰测厚的计算机自动监测系统。     

渤海海冰作用特征参数确定方法

将海冰的生成，运移及其与结构相互作用的过程中存在的不确定性作为随机事件或随机过程研究，提出旨在建立设计条件的海冰作用多参数概率分析法，对海冰作用静，动力特征参数的规定与选择问题了探讨，对今后的研究方向提出了建议。     

厄尔尼诺事件产生的原因与验证

通过对1950～2002年厄尔尼诺事件资料、地球自转速度变化资料、环南极海冰变化资料、臭氧变化资料、气候振动和大气环流准两年周期资料的模拟验证,我们发现地球自转速度减慢、赤道东太平洋表层海温升高、日食-厄尔尼诺系数增大与厄尔尼诺事件发生时间在一切细节上有惊人的对应关系.这个综合检验结果给出了日食-厄尔尼诺系数预测厄尔尼诺事件的有效性和准确性.地球自转速度减慢、日食-厄尔尼诺系数与厄尔尼诺事件对应关系的发现和最终确认是一项有历史意义的综合检验工作.     

北极海冰生消过程关键指标的观测新技术

北极海冰温度和厚度变化是中国第2次北极科学考察(2003年7～9月)中的海冰物理调查内容之一.由于调查数据将应用到海冰热力学数值模拟的验证和模型的修改上,所以对数据的精度和准确度要求较高.海冰层温度剖面、海冰层下水温剖面和海冰层厚度变化均成为调查的关键指标.为了获得准确可靠的现场数据,设计和研制了相应的测试技术和方法.其中人工冻结设备、冰下水温同步测量设备和冰层厚度变化自动监测设备均是新发展的技术方法.文中重点介绍这些新技术方法在现场调查中获得的初步结果和存在的问题,并讨论了改进的设想.     

基于SPH方法的渤海海冰动力学数值模拟

简要介绍了光滑质点流体动力学 (smoothed particle hydrodynamics,简称SPH) 方法的基本原理,并将此方法应用到渤海海冰动力学数值模拟中. 在对海冰动力学方程和粘弹塑性本构方程进行SPH处理的基础上,对渤海海冰的动力演化过程进行了48 h的数值模拟,得到了海冰厚度、密集度、速度和主应力的演化过程及分布规律,同时对模拟的海冰厚度等值线分布与卫星遥感图像进行了对比分析. 数值模拟结果表明,SPH能够精确地模拟海冰分布规律以及冰缘线的位置,具有很高的计算精度和稳定性,是一种有效的海冰动力学数值模拟方法.     

南极海冰对西北太平洋副热带高压的影响及其海洋大气环流背景

极地冰雪覆盖对大范围地区天气气候的影响早巳被气象气候学界公认,但在气象卫星观测提供了可靠的南极冰雪资料以后,才可能深入揭示这种影响。本文分析西北太平洋副热带高压活动与南极海冰的关系,得出一些对长期天气预报有意义的结果。