南北极海冰时空变化分析及信息系统构建

发布时间：2018-04-11 13:32

  本文选题：海冰密集度 + 海冰范围　； 参考：《广东工业大学》2016年硕士论文

【摘要】：南北极海冰作为巨大的冷源,具有高反照率,是影响全球大气环流和气候变化的关键因素。南北极因地理环境不同,海冰的年际和季节变化有着明显的差异。因此,研究极区海冰时空变化特征及其与相关环境要素间的相关性,对我国南北极科考活动和全球气候变化的可预报性具有重要意义。本文选取南极和北极地区作为研究区域,收集和整理1979-2015年的逐日海冰遥感数据。利用IDL编程进行均值处理、密集度分级配色、海冰范围参数提取和距平处理等,得到海冰密集度和海冰范围参数。利用处理得到的海冰密集度数据,对海冰密集度时空变化特征进行定量分析。利用处理得到的海冰范围数据,采用线性回归法分析海冰范围变化规律。结合1989-2015年的逐日海温、气温数据,利用线性和非线性相关性分析方法进行海冰范围与海温、气温间的相关性和滞后性研究。基于北极考察走航海温、气温数据,以楚科奇海为例,采用制图分析方法分析了海冰边缘线上的海温和气温变化的影响因素。基于海冰密集度和范围数据,利用WebGIS技术建立了极地海冰信息系统。主要的研究成果与结论如下：(1)1979-2015年,北极海冰范围呈现减少的趋势,平均每年减少5.25×104km2,夏季减少趋势明显,冬季减少趋势弱。北极海冰范围最小值比最大值的减少趋势明显。密集度在91-100%区间的海冰最多,减少趋势最明显。北极海冰的冻结和融化主要发生在各边缘海,北极海冰具有融化快、冻结快的特征。(2)1979-2015年,南极海冰范围呈现缓慢增加的趋势,平均每年增加2.28×104km2,增加趋势最强的是5月,最弱的是11月。南极海冰密集度由南向北逐渐减小,海冰密集度高值区主要集中南极大陆沿岸。南极海冰具有融化快、冻结慢的特征。(3)1989-2015年,北极年平均海冰范围、海温和气温三者存在显著的相关关系。南北极海冰范围的变化存在明显的滞后性,其中北极海冰范围变化相对于海温变化滞后17天,相对于气温变化滞后47-48天；南极海冰范围变化相对于海温变化滞后12天。(4)首次构建了极地海冰信息系统,提高了海冰变化分析效率和海冰现报效率。利用该系统可以分析海冰逐日变化趋势,可以为中国极地考察船在极地冰区航行提供海冰服务。
[Abstract]:As a huge cold source, Arctic sea ice has high albedo, which is a key factor affecting global atmospheric circulation and climate change.The annual and seasonal variations of sea ice vary significantly between the Arctic and the South due to their geographical environment.Therefore, the study of temporal and spatial variability of sea ice in polar regions and its correlation with related environmental factors are of great significance to the prediction of China's Arctic and Arctic scientific activities and global climate change.In this paper, the Antarctic and Arctic regions are selected as study areas to collect and collate daily sea ice remote sensing data from 1979 to 2015.Using IDL programming to deal with the mean value, the density of the sea ice and the parameters of the sea ice range are obtained by the gradation of color matching, the extraction of the parameters of the sea ice range and the processing of the sea ice anomaly, etc.The temporal and spatial variation characteristics of sea ice concentration are quantitatively analyzed by using the sea ice density data.The variation of sea ice range is analyzed by linear regression method using the sea ice range data.Based on the daily SST and temperature data from 1989 to 2015, linear and nonlinear correlation analysis methods were used to study the correlation and lag between sea ice range and SST and temperature.Based on the sea temperature and temperature data of Arctic exploration, the paper analyzes the influence factors of sea temperature change on the edge of sea ice by means of cartographic analysis method, taking the Chukchi Sea as an example.Based on the data of sea ice concentration and range, the polar sea ice information system is established by using WebGIS technology.The main results and conclusions are as follows: from 1979 to 2015, the range of Arctic sea ice decreased, with an average annual decrease of 5.25 脳 10 ~ 4 km ~ (2). The trend of decrease was obvious in summer and weak in winter.The decrease trend of the minimum value ratio to the maximum value of Arctic sea ice range is obvious.In the range of 91-100%, the sea ice density is the most, and the decreasing trend is the most obvious.The freezing and melting of Arctic sea ice mainly occur in the marginal seas. The Arctic sea ice has the characteristics of fast melting and fast freezing. From 1979 to 2015, the range of Antarctic sea ice increased slowly, with an average annual increase of 2.28 脳 10 4 km2, and the strongest trend was in May.The weakest is November.The Antarctic sea ice density decreases gradually from south to north, and the high sea ice concentration region mainly concentrates on the Antarctic continental coast.Antarctic sea ice has the characteristics of fast melting and slow freezing. There is a significant correlation among the Arctic annual mean sea ice range, sea temperature and sea temperature from 1989 to 2015.The variation of the range of sea ice in the Arctic and South Pole is obviously lagging behind. The variation of the range of the sea ice in the Arctic lags behind the variation of sea surface temperature by 17 days and 47-48 days relative to the change of temperature.The polar sea ice information system is constructed for the first time, which improves the analysis efficiency of sea ice change and the reporting efficiency of sea ice.The system can be used to analyze the trend of daily variation of sea ice and to provide sea ice service for Chinese polar research vessels sailing in polar ice regions.
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P731.15;P715.7

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