基于电磁感应理论的极地海冰厚度探测研究

发布时间：2020-12-15 00:50

　　海冰作为地球冰雪圈中重要的组成部分对气候变化十分敏感,在海冰变化的研究中,海冰厚度是最重要的核心参数之一,也是海冰参数中最难测量的参数之一。本文介绍一种能够高效探测海冰厚度的电磁感应方法。该技术针对海冰和海水的电性差异,利用电磁感应原理精确探测仪器至冰水交界面的距离,以实现海冰厚度的测定。野外测量工作分别在南极与波罗的海北部的波西尼亚湾展开,并以冰面直接观测方式、船载悬挂方式和机载悬挂方式对不同区域内的海冰厚度进行探测。在获得实际数据后,通过电磁感应仪器观测的视电导率与同点位钻孔测量数据对比分析,建立了视电导率与海冰厚度的转换关系,并以均匀半空间模型和二层模型的正演计算解释说明,实现了对海冰厚度的换算。文章最后给出了探测研究得到的海冰厚度剖面,并对其做了误差评价和统计分析,证明了利用电磁感应方法可以在较大范围内有效的测定海冰厚度。 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

海—冰—气相互作用概念示意图

第一章 绪论，不同模式得到的海冰厚度结果存在不一致性，主要原因是缺量海冰厚度观测数据支持模式研究以及对海冰特征与变化机制尚不完善；另一方面，各类技术手段获取的冰层厚度数据存在确定性，说明目前各种冰厚观测技术存在局限性，急需发展海测新技术研究。例如，2006 年 7 月，在南极科学委员会（SCAt 会议期间，由国际科联和 SCAR 联合召开南极海冰厚度学术研自 23 个国家从事海冰观测、遥感和数值模拟等方面的专家学就如何提高海冰厚度技术展开过集中研讨，足见发展海冰厚度的重大需求与挑战。

一种是是潜艇声纳剖面测量，另一种是泊系仰视声纳。纳设备搭载于潜艇或水下机器人平台上，获取的海冰厚度资家广法采用的数据(Paul, 2003; Hudson, 1990; Volker, 1998)。纳系统向上探索可以收集到海冰漂移的资料，也能很好地推，因为大约 90%的冰质量处于海平面以下，只能获得有限的资析。在北极由潜艇收集到的冰漂移概率密度函数的峰值约为ow, 1990; Tucker, 1992）。南极海冰的厚度无法借助于潜艇的支条约规定，核潜艇不能进入南极区域，避免对南极环境的影，水下机器人做为潜艇替代品，近年来在南极海冰研究领域。此外，锚系仰视声纳海冰测厚也已采用多年。由于仰视声精度受限于水下换能器的位置以及水温、潮汐和气压变化带，特别是诸如潜艇、水下机器人（AUV）等实施投入的经费巨声纳技术还无法单独满足极区海冰厚度观测的巨大需求。

【参考文献】：
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本文编号：2917327