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南极普里兹湾达恩利角固定冰附近局地高密陆架水的来源

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海洋学报 2023年第9期45卷 45-57页

作者：韩宛彤夏瑞彬罗义勇史久新李丙瑞中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044 中国极地研究中心自然资源部极地科学重点实验室上海200136

本文采用固定冰数据集和南极象海豹获取的现场观测数据集,分析了南极达恩利角固定冰附近局地高密陆架水的变化。结果表明:首先,达恩利角固定冰存在显著季节变化,对于达恩利角冰间湖及局地高密陆架水的生成都具有重要影响。其次,达恩利... 详细信息

本文采用固定冰数据集和南极象海豹获取的现场观测数据集,分析了南极达恩利角固定冰附近局地高密陆架水的变化。结果表明:首先,达恩利角固定冰存在显著季节变化,对于达恩利角冰间湖及局地高密陆架水的生成都具有重要影响。其次,达恩利角固定冰在2000-2014年期间年际变化很小,无显著增减趋势。第三,达恩利角固定冰附近局地高密陆架水有两个显著来源:(1)3-4月,达恩利角固定冰快速生成时伴随着强烈的盐析作用,进而局地生成高密陆架水;(2)5月,达恩利角固定冰达到最大范围,局地盐析作用减弱至很小,而上游在冰架水抑制作用减弱后,麦肯基湾冰间湖海域的高密陆架水生成增强,能够向西北输运至达恩利角固定冰附近。本研究初步证明达恩利角固定冰除了维持达恩利角冰间湖存在的作用外,对局地高密陆架水生成也可能有重要影响,同时指出一条重要的水团输运路径,这有助于提高对达恩利角附近冰-海相互作用的理解,对该地区开展更多观测或模拟研究是必要的。

关键词：固定冰高密陆架水达恩利角南极

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南极难言岛固定冰年际变化及驱动力分析

极地研究 2021年第3期33卷 388-394页

作者：孙晓宇沈辉李春花于旭鹏汪大立国家海洋环境预报中心北京100081 国家海洋局极地考察办公室北京100860 中国极地研究中心上海200136

通过长时间序列Landsat遥感影像提取难言岛固定冰信息,获取了2008—2018年夏季固定冰的变化规律。利用曼努埃拉自动气象站(Manuela AWS)同期观测气象数据进行了固定冰变化驱动力分析。结果表明,难言岛沿岸固定冰在每年11月覆盖范围最大,... 详细信息

通过长时间序列Landsat遥感影像提取难言岛固定冰信息,获取了2008—2018年夏季固定冰的变化规律。利用曼努埃拉自动气象站(Manuela AWS)同期观测气象数据进行了固定冰变化驱动力分析。结果表明,难言岛沿岸固定冰在每年11月覆盖范围最大, 12月底至1月初彻底消失, 2月底开始重新生长。通过相关分析可知,气温升高是固定冰减少的主要驱动力,日均气温-10℃为固定冰面积增减的临界点,日均气温稳定在-10℃以上,固定冰开始减少。固定冰消减期处于年际风力最小时段,因此,虽然下降风有助于海冰漂离,但下降风仅是固定冰减少的次要驱动力。掌握南极科考站区固定冰变化规律,对于我国南极科学考察工作的行程规划制定和具体工作开展具有重要的意义。

关键词：难言岛固定冰气温下降风驱动力

南极纳拉海峡固定冰生长、结构、盐度和氧同位素组成

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冰川冻土 2010年第1期32卷 98-105页

作者：唐述林秦大河李宁高善一中铁二十一局集团有限公司甘肃兰州730000 中国科学院冰冻圈科学国家重点实验室甘肃兰州730000

采用第19次中国南极科考采集的冰芯样品、数据,基于海冰的"冻结日"记录,使用海冰一维热力学模型来计算纳拉海峡固定冰的生长厚度.考虑气象条件以及冰情观测结果,将该模型的计算海冰厚度和实测厚度进行比较发现,在纳拉海峡存在着多年生... 详细信息

采用第19次中国南极科考采集的冰芯样品、数据,基于海冰的"冻结日"记录,使用海冰一维热力学模型来计算纳拉海峡固定冰的生长厚度.考虑气象条件以及冰情观测结果,将该模型的计算海冰厚度和实测厚度进行比较发现,在纳拉海峡存在着多年生长的海冰.对采集于南极洲中山站附近纳拉海峡的固定冰冰芯样品进行结构、盐度和稳定氧同位素(δ18O)分析,获取了海冰的结构和盐度剖面特征、冰芯雪冰、附加冰的含量、雪冰中的雪以及全部冰芯中雪所占的百分比.结果表明:样品冰芯具有典型的海冰特征结构,如柱状冰水平方向的C轴以及上部粒状冰层和下部柱状冰层结构特征,部分柱状冰中间存在着粒状冰夹层;盐度和δ18O剖面也显示了多年冰生长的证据.海冰的结构和氧同位素特征表明,纳拉海峡固定冰的生长主要受热力学过程控制,其结果和2000年1月至2003年2月人工冰情观测结果一致,观测中没有发现冰脊、叠置等动力过程.附加冰在冰芯中所占的比例平均为5.01%.使用不同的同位素标准来区分雪冰层,估计研究区域平均有多达16.4%～37.9%的雪冰,海冰粒状层中雪的部分约占全部冰厚度的0.8%～23.5%.

关键词：南极固定冰生长结构盐度 δ^18O组分

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辽东湾固定冰形态特征与成因初探

海洋环境科学 1990年第4期9卷 40-45页

作者：陈伟斌国家海洋局海洋环境保护研究所

本文以辽东湾沿岸固定冰观测资料为基础,通过比较与分析,将辽东湾堆积程度较严重、最大堆积高度较高、宽度较大、冰期较长的固定冰定义为稳定型固定冰;将堆积程度较轻、最大堆积高度较低、宽度较小、冰期较短的固定冰定义为不稳定型固... 详细信息

本文以辽东湾沿岸固定冰观测资料为基础,通过比较与分析,将辽东湾堆积程度较严重、最大堆积高度较高、宽度较大、冰期较长的固定冰定义为稳定型固定冰;将堆积程度较轻、最大堆积高度较低、宽度较小、冰期较短的固定冰定义为不稳定型固定冰。对固定冰的三个组成部分:冰脚、搁浅固定冰和悬浮固定冰的形成原因进行了分析,同时分析了悬浮固定冰所受的各种力,指出稳定型固定冰与不稳定型固定冰的形成原因主要是风应力,潮流应力与海岸抑制阻力三者之间的平衡与否。

关键词：固定冰形态成因辽宁湾海洋气象

南极乔治王岛长城湾沿岸固定冰中有色层生态观察

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南极研究 1991年第3期3卷 56-63页

作者：吕培顶张坤诚黄风鹏渡边研太郎国家海洋局第一海洋研究所青岛266003 日本国立极地研究所

自1988年11月至1989年3月,对南极乔治王岛的长城湾沿岸水域中的海洋生物和环境因子进行了调查,1988年11月20日在2号站采得的冰芯中部有一层约5cm的棕色层,而1988年11月17日、20日和26日在5号站采得的冰芯样中有二层棕色层。固定冰中叶绿... 详细信息

自1988年11月至1989年3月,对南极乔治王岛的长城湾沿岸水域中的海洋生物和环境因子进行了调查,1988年11月20日在2号站采得的冰芯中部有一层约5cm的棕色层,而1988年11月17日、20日和26日在5号站采得的冰芯样中有二层棕色层。固定冰中叶绿素a浓度范围在2.55～56.8mg/m^3之间,而且大部分含量集中在海冰的中间层中,而不象其它海区如昭和、戴维斯、凯西和麦克默多等站,大部分叶绿素a集中在海冰的底部,造成这种差别的原因、可能是由于海冰的结构和形成过程不同所致。

关键词：固定冰有色层冰藻南极生物

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南极中山站附近海域固定冰的夏季变化

极地研究 2007年第4期19卷 275-284页

作者：雷瑞波李志军张占海程言峰窦银科大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连116024 中国极地研究中心上海200136 太原理工大学电力工程学院太原030024

利用中国第21、22次南极科学考察(2004/2005、2005/2006)对中山站附近海域固定冰物理特性系统观测的结果,特别是依据其中2005年11月下旬至2006年1月下旬的现场实测数据详细分析了中山站附近海域固定冰消融过程物理性质的变化特征。结果... 详细信息

利用中国第21、22次南极科学考察(2004/2005、2005/2006)对中山站附近海域固定冰物理特性系统观测的结果,特别是依据其中2005年11月下旬至2006年1月下旬的现场实测数据详细分析了中山站附近海域固定冰消融过程物理性质的变化特征。结果表明:此区域固定冰从11月下旬开始消融,融冰期为62 d;同时,融冰期冰下水体温度迅速升高;在不断增强的太阳短波辐射和海洋热通量作用下,海冰温度也逐渐上升,并出现"相对冷中间层";热力和动力外强迫作用下,2005年12月18日—2006年1月14日期间此区域固定冰边缘线后退了20.9 km;另外,2005年12月18日固定冰边缘区走航冰厚监测结果还表明,边缘区海冰厚度在向岸方向有明显的增加趋势,并且随着接近海岸海冰厚度的离散程度逐渐减小。

关键词：固定冰物理性质变化南极夏季

基于深度学习的拉普捷夫海固定冰自动识别及时空变化规律研究

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基于深度学习的拉普捷夫海固定冰自动识别及时空变化规律研究

作者：闻诚南京信息工程大学

学位级别：硕士

固定冰(Landfast Sea ice)是指冻结于陆地、岛屿沿岸、冰架前端、浅滩上或着地冰山周围水平方向固定不动的海冰。北极固定冰在北极海洋环境和生物系统中发挥着重要作用。拉普捷夫海是北极固定冰分布最广泛的海域,其春季固定冰变化与局... 详细信息

固定冰(Landfast Sea ice)是指冻结于陆地、岛屿沿岸、冰架前端、浅滩上或着地冰山周围水平方向固定不动的海冰。北极固定冰在北极海洋环境和生物系统中发挥着重要作用。拉普捷夫海是北极固定冰分布最广泛的海域,其春季固定冰变化与局地的气候、水文环境和生态系统密切相关。因此,准确监测该区固定冰分布的时空变化至关重要。本研究基于连续的中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)真彩色影像,采用深度学习的方法对拉普捷夫海固定冰自动化识别,得出一种自动的、计算效率高的、适用于北极固定冰提取的固定冰识别模型ALFIRM-PP(a fully Automatic Landfast Ice Retrieval Model-based on a deep learning model Pix2Pix),并在此基础上获得拉普捷夫海2002-2021年春季固定冰分析产品。与MODIS真彩色影像人工目视解译结果相比,基于ALFIRM-PP模型提取的固定冰区域平均精度达到91.4%,平均召回率达到98.7%,平均F1得分达到94.5%。与传统边缘检测方法相比,该模型能极大程度上不受流冰区、水道、开放水域的干扰,且在薄云区和局部厚云区也有很好识别效果。此外,该模型生产出的分析产品在时空分辨率(1.25千米,7天)上均优于北极现有大尺度固定冰产品。该方法自动化程度高、计算效率高、识别效果好,可推广应用于整个北极地区的固定冰识别和监测。基于本研究得到的2002-2021年春季拉普捷夫海固定冰产品,得出该研究区固定冰时空变化规律以及与气温、风矢量影响因素进行分析。统计得出:拉普捷夫海春季固定冰在2002-2021年平均面积为260.85×10km,变化趋势为-0.67×10km/年(R=0.117,P固定冰春季经历了如下过程:重固定冰年(2002、2004、2006、2009、2010、2012)——过渡性质年份(2005、2008、2011、2014、2016-2019、2021)——轻固定冰年(2003、2007、2013、2015、2020),即冰情由重向轻转变。此外,统计了2002-2021年拉普捷夫海春季(3-5月)固定冰发生频率,对固定冰稳定性进行分析,结果显示2003-2009年不稳定,2002、2013、2019-2021年较稳定,2010-2012、2014-2018年稳定,说明拉普捷夫海春季固定冰冰情稳定性由不稳定向稳定转变。本研究还与影响固定冰范围变化的气温和风矢量进行相关分析,结果指出:热力学对春季拉普捷夫海固定冰影响有限(R=-0.02,P>0.05),其范围变化主要受动力学影响。

关键词：北冰洋拉普捷夫海固定冰深度学习 ALFIRM-PP

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中山站前沿固定冰破冰方案及船舶操纵方法

集美大学学报（自然科学版） 2021年第1期26卷 29-36页

作者：赵炎平张旭德周建文中国极地研究中心上海200136 集美大学航海学院福建厦门361021

为了向“雪龙号”提供一条可行的卸货用航行水道,中国第一艘自主建造的破冰船“雪龙2号”急需在南极大陆的中山站前沿复杂的固定冰中制订一条破冰路线。在“雪龙号”过去多年积累数据和经验基础之上,通过详细分析破冰水域的航行环境、... 详细信息

为了向“雪龙号”提供一条可行的卸货用航行水道,中国第一艘自主建造的破冰船“雪龙2号”急需在南极大陆的中山站前沿复杂的固定冰中制订一条破冰路线。在“雪龙号”过去多年积累数据和经验基础之上,通过详细分析破冰水域的航行环境、固定冰区当年冰情、最新气象辅助资料以及可用的先进设备,制订一条破冰计划路线。采用首尾破冰、进退速度控制、预留距离控制以及操纵船舶辅助破冰等方法,顺利完成破冰开路任务。实际破冰结果证明,计划路线既绕开了危险的冰裂缝和冰山,也为“雪龙号”节省大量的卸货时间。总结“雪龙2号“在固定冰中的破冰能力,指出相应的困难和急需解决的问题;为我国破冰船在极区常态化航行、冰区航行的船舶驾驶员、按极地规则要求进行的冰区航行培训以及相应的业务模拟提供参考。

关键词：雪龙2号中山站固定冰冰区航行

基于Sentient-1A的波罗的海沿岸固定冰形变研究

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北京测绘 2022年第2期36卷 138-143页

作者：王子豪王金宁张梦悦山东科技大学测绘与空间信息学院山东青岛266590

为研究沿岸固定冰的形变特征,本文基于2018年1—3月连续获取的5景Sentient-1A雷达数据,利用差分合成孔径雷达干涉测量(D-InSAR)技术对波罗的海东北部的沿岸固定冰进行了探测。阐述了重复轨道雷达差分干涉测量探测固定冰形变的基本原理... 详细信息

为研究沿岸固定冰的形变特征,本文基于2018年1—3月连续获取的5景Sentient-1A雷达数据,利用差分合成孔径雷达干涉测量(D-InSAR)技术对波罗的海东北部的沿岸固定冰进行了探测。阐述了重复轨道雷达差分干涉测量探测固定冰形变的基本原理及数据处理流程,并结合气象观测数据分析了固定冰形变产生的原因。研究指出:3个观测时期固定冰的最大形变量分别为0.17,0.31和0.19 m;强风驱动的浮冰撞击是造成固定冰形变的重要因素;气温达到0℃以上造成冰的融—冻循环和降雨造成冰层表面雪层变成冰粒是导致相干性降低的主要因素。

关键词：差分干涉测量固定冰形变分析相干性