利用CCD成像技术进行渤海海冰观测探讨-海洋预报.pdf

第2 5 卷 第 4 期 海海海海 洋洋洋洋 预预预预 报报报报 V o l . 2 5 , N o . 4 9999 2 0 0 8 年 1 1 月 MMMMAAAARRRRIIIINNNNEEEE FFFFOOOORRRREEEECCCCAAAASSSSTTTTSSSS Nov. 2 0 0 8 利用CCD 成像技术进行渤海海冰观测探讨 1 2 2 雷瑞波 ，程言峰 ，郭井学 （1. 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室, 大连116024 ；2. 中国极地研究中心, 上海200 129） 摘 要：利用CCD 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 制定的南极海冰观测方法的一部分。本文介绍了利用CCD 成像技术进行海冰观测及其图像 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 CCD 成像技术进行渤 海海冰观测的应用前景。 关键词：渤海；海冰；CCD ；观测 中图分类号：P73 1 文献标识码：A 文章编号：1003 －0239 （2008）4 －007 1 －07 引言 ( 有 “白色灾害”之称的海冰，是海洋5 种主要灾害之一 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，自北向南分布着 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 10 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 [ 1 ～2 ] 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 安全，甚至造成重大的生命财产损失。开展冰情调查，对渤海的工农业生产和航行安全 具有重要意义。 从 1971 年开始渤海使用破冰船调查，1973 年开始使用飞机航测。到目前为止，冬 季渤海海冰调查已经发展为以卫星遥感、飞机遥测、船舶调查、海上平台监测、海洋站 [3 ] 监测以及基岸观测等多个角度、多种手段相结合的立体化观测体系 。其中船舶海冰漂 移调查因能直接获取海冰厚度、密集度、浮冰大小、海冰速度等冰情要素的空间分布资 料，是渤海海冰调查的主要方式。以往渤海船舶海冰调查，一般以船载雷达和目测为主 [4 ] 要的观测手段 ，然而，船载雷达受各种杂波的干扰比较严重，海况较差的情况下海冰 的回波和波浪的回波可能达到同一量级，导致从雷达图像中难以提取冰情参数，而且即 使雷达图像质量达到较高水平，也难以从中准确获取海冰厚度，海冰类型等关键冰情要 素。人工目测由于受人为主观因素影响，不同年份和航次上的不同观测人员的冰情资料 难以规整同化，而且因人工目测要耗费大量的人力，走航期间一般只能进行一小时一次 的观测，对于冰情变化比较复杂的区域将会丢失大量的冰情信息。 收稿日期： 2007-09-23 基金资助 长江学者和创新团队发展计划资助( ) 国家自然科学基金 ( ) : IRT0420 ; 4067