用气候统计方法估算辽东湾海冰资源量的尝试

海冰发生发展的主要影响因子之一是气象因子 ,其中负积温与冰厚变化有着密切的关系。以这一关系为基础 ,再结合其它相关因子 ,可以估算海冰厚度和某一时刻的海冰资源量。文中提出了一种用气候统计方法估算海冰资源量的思路 ,即选择≤ -2℃积温、水深、离岸距离、经度等 4个因子作为统计指标 ,建立这些因子与冰厚的对应关系 ,在遥感资料和地理信息系统的支持下 ,进行海冰资源量的估算。根据这一思路 ,文中利用 2 0 0 0年 1月 1 8日辽东湾海冰厚度实测资料进行了海冰资源量气候估算尝试 ,并采用当天的NOAA AVHRR影像对估算的结冰范围进行了订正。估算结果表明 :该方法对实测冰厚的相对估算误差为 2 6 7% ;利用该方法得到的 2 0 0 0年 1月 1 8日辽东湾海冰资源总量为 1 7 3× 1 0 8m3,其中可能开采的海冰资源量为 7 4× 1 0 8m3,主要分布在辽东湾的东岸。另外 ,该方法也存在着估算的结冰范围与实际情况有较大误差 ;

基于混合象元分解的辽东湾海冰资源量估算

应用二元素混合象元分解法 ,以气候统计方法作为辅助方法 ,对辽东湾的NOAA/AVHRR影像进行象元分解 ,提取混合象元中海冰信息 ,精确地估算辽东湾海冰资源量 .通过与阈值法提取结果的比较 ,表明在空间分辨率较低的影像图上提取信息 。

基于MODIS的渤海海冰资源量估算

本文基于MODIS卫星遥感数据对渤海海冰资源量进行估算。利用面向对象特征提取法提取海冰面积,运用反照率反演模型计算海冰厚度,进而计算出海冰资源量,并利用Arc GIS对2012冬季至2013年春季渤海海冰资源量时空变化特征进行分析。研究发现:渤海海冰资源量年内变化大,2012冬季至2013年春季资源量为0.84~50.83亿m3。12月及3月海冰资源量小,1月和2月资源量储量丰富,峰值出现在1月中旬。渤海海冰资源量空间差异很大,资源量分布呈辽东湾>渤海湾>中间区>莱州湾。辽东湾海冰资源量占渤海海冰资源量的76.72%,是渤海海冰资源的主要贡献者。此外,海冰资源量受气温影响较大,气温变化会在2天后导致资源量的变化。

渤海海冰资源理化品质的空间分布特征

海冰资源品质评定是实际工程性开采选址的有效依据,海冰理化特征分析是海冰资源品质评定的基础和内容。本文主要选择海冰全盐量、氯度、硬度、pH值、硫酸根、油类含量、悬浮物含量等7项理化特征指标。研究结果显示,平整冰的全盐量、氯度、硬度、硫酸根以及油类含量要高于堆积冰,但低于母体海水;冰样的硫酸根和油类含量高于母体海水。海冰全盐量、氯度、硬度、硫酸根空间分布特征为:海上>辽东湾>渤海湾;近海区总体上随离岸距离的增加而呈现加大的趋势。海冰pH值总体呈碱性:海上>辽东湾>渤海湾;近海区总体随离岸距离的增加而呈现减小的趋势。海冰悬浮物含量:渤海湾>辽东湾>海上,迎风岸>背风岸;近海区总体随离岸距离的增加而呈现减小的趋势。海冰油类含量:辽东湾西北海岸>渤海湾>辽东湾东南海岸>海上;迎风岸>背风岸。实际进行工程性开采时,需要结合海冰理化特征和冰情参数,进行资源品质评估。

“渤海海冰作为淡水资源研究”取得重大成果

由北京师范大学资源科学研究所、国家海洋局海洋环境保护研究所、国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所共同开展的"渤海海冰作为淡水资源的可行性研究"10月21日在北京通过了教育部组织的专家鉴定。这项研究对渤海的海冰资源量进行了估算。

海冰厚度的时间变化特征与海冰再生周期研究

认识海冰厚度在气温等因子影响下随时间变化的特征 ,是估算海冰资源量的基础。该文通过室内冻结实验、现场观测实验和历史资料分析 ,探讨了在气温和风的影响下海冰厚度随时间变化的特征 ,并在此基础上给出了海冰的再生周期。室内实验利用 5 0 0L温控冰柜 ,实验温度设为 -2℃、-4℃、-6℃、-8℃、-1 0℃ ,冻结时间 1 1 4h-1 2 0h,冰厚取样间隔 6h。现场观测地点为辽宁省瓦房店市长兴岛北侧海区的潮间带平整冰面 ,在观测冰厚变化的同时 ,测定实验地点的冰面温度、冰上气温和邻近岸上的地面温度、地上气温。历史资料分析使用 1 989年 1 2月 2 5日～ 1 990年 2月 2 3日葫芦岛海洋站观测到的气温、风速和冰厚的资料 ,以及同时期葫芦岛气象站≤ -2℃积温、≤ -4℃积温资料做对比分析。文中得出的结论如下 :随着气温降低或负积温值的增加 ,冰厚逐渐增加 ;风速增加 ,冰厚降低 ,风速减小 ,冰厚增加 ;在气温≤ -4℃条件下 ,渤海海冰再生速率为 1 86cm·d- 1 ,生成厚度为 1 0cm的海冰所需时间为 5 4d ;常冰年渤海各海区工程性开采海冰的可能次数为 :辽东湾 7 4次～ 1 3次 ,渤海湾 3 7次～ 7 4次 ,莱州湾 1 9次～ 3

基于多源中高分辨率遥感数据提取渤海辽东湾海冰要素信息

海冰厚度是海冰参数中最为重要和最难获取的参数之一,对海洋灾害预警、气候变化等研究均有重要意义。本文选取2018年1月到3月的10景多源(Sentinel-2、Landsat-8、Landsat-7)中高分辨率影像对渤海辽东湾的海冰进行了监测。基于归一化水体指数进行海陆分割,通过分析海水与海冰光谱特征差异,利用最大似然法监督分类提取海冰区域,运用反照率与海冰厚度之间的经验指数模型反演海冰厚度,将反演结果与Zubov模型计算的冰厚结果进行比较,相关系数为0.884,证明了中高分辨率光学遥感数据在海冰厚度反演中的可行性。同时发挥中高分辨率遥感数据的优势,利用冰厚信息提取海冰类型、估算海冰资源量,为渤海海冰的防灾减灾以及海冰资源利用提供参考。

渤海与环渤海地区年降水量的统计分析

本文以渤海海域及环渤海地区分水岭内为研究区域,利用环渤海地区分水岭内92个气象站点自1971年至2000年30年的降水量资料,基于ARC/INFO地理信息系统支持下的泰森多边形法,对研究区域内的平均年降水量进行了统计分析。结论如下:环渤海地区分水岭以内区域的平均年降水量占整个环渤海地区2000年降水量的63.88%;渤海海域海水直接利用量占该海域平均年降水量的8.82%,其中辽东湾的海水利用量占该湾平均年降水量的3.09%,渤海湾为15.86%,莱州湾为17.38%;辽东湾2002年的海冰资源量占该湾平均年降水量的6.08%。在渤海海域水量平衡的关系研究中,本研究是初步的,基础的。划出分水岭内的研究区域进行平均年降水量的统计较对整个环渤海地区进行统计更具精确性。

HYDRUS-2D模型对海冰水灌溉情景下水盐迁移的模拟

环渤海滨海地区土地盐碱、淡水资源紧缺,严重制约区域经济持续快速发展。非常规海冰水资源利用的深入研究为盐碱地改造、粮食稳产丰产提供了新途径。本文利用HYDRUS数值模拟的方法对3g/L海冰水灌溉进行模型模拟与验证,验证结果表明模型具有较好的可靠性;选择春季作物需水关键期141d为情景灌溉日,灌溉量采用0m3/hm2、300m3/hm2、600m3/hm2、1200m3/hm2、1800m3/hm2,分析表明:海冰水灌溉量为1200m3/hm2时耕层土壤水分含量达到饱和,耕层盐分含量不再会随灌溉量的增加而增加,海冰水灌溉量≥1800m3/hm2时,部分盐分可淋洗到1m层以下。本文旨在利用数值分析方法揭示研究区春季海冰水农业利用在灌溉量上的关键性技术,以期为科学合理的利用海冰水资源提供参考。