海冰精准预测究竟难在哪儿

发布者:陶晓玲发布时间:2019-02-19

在游客看来,被海冰覆盖的海域宛若极地冰原,带给人不一样的视觉欣赏和游玩体验。殊不知,看上去晶莹剔透的海冰不仅暗含危机,而且对它的精准预测,一直被看作世界性难题。

海冰是淡水冰晶、“卤水”和含有盐分的气泡混合体,包括来自大陆的淡水冰(冰川和河冰)和由海水直接冻结而成的咸水冰,一般多指后者。海冰又称“白色杀手”,会对渔业捕捞、海水养殖、海上交通运输造成危害,给沿岸居民的生产生活安全带来威胁。因此,对海冰冰情的预测至关重要。

那么,对海冰冰情的精准预测为什么又是世界性难题呢?目前来看,影响冰情预测的因子很多,以影响因子之一的太阳黑子数为例,它们很少单独活动,通常是成群出现。黑子的活动周期约为11年,活跃时会对地球的磁场产生影响,主要是使地球南北极和赤道的大气环流作经向流动,从而造成恶劣天气,使气候转冷。同时,在太阳活动的峰值年或谷值年前后,渤海海冰至少有一年是比较严重的。然而,太阳活动周期并非那么有规律,11年只是太阳活动的平均变化周期,现有观测到的最短活动周期为9年,最长活动周期为14年。

大气环流也会影响渤海及黄海北部冰情。渤海受亚洲大陆高压控制,冬季气温变化具有明显的大陆性特点,当冷空气过境,尤其是寒潮入侵时,海温显著下降,有利于海冰生成。

北半球大气状况的重要指数——北极涛动,为预测冬季我国渤黄海冰情提供了一个潜在的前期信号,秋季北极海冰面积等都是影响因素。此外,厄尔尼诺指数、北极海冰面积等因子与渤黄海冰情也密切相关。但目前没有确切的答案显示,哪个影响因子与冰情的关联性特别大,也许还有更多影响因子未被认知。

虽然冰情预报难,但海冰监测被认为是海冰预报的重要保障。目测检测法是海冰监测最传统的基本观测方法。这种方法是根据海冰观测规范规定,依靠观测员的眼睛和经验观测冰量、流冰密集度、流冰冰状、固定冰状等。

作为目测检测法的重要补充,2010年2月,国家海洋环境预报中心在渤海辽东湾JZ20-2石油平台安装了雷达测冰系统。该系统不受天气状况影响,可全天候、实时监测海冰,进一步丰富了海冰监测手段,完善了海冰监测系统。但这种手段也有短板,监测半径最多几十公里,站点建造、维护费用也不低。

相比海洋站、出海调查、沿岸调查、雷达等观测手段,卫星遥感被认为是最主要的手段。在全球卫星海冰监测中,海冰作为一种光谱特征非常明显的地物类型,以中分辨率成像光谱仪为代表的光学传感器,能够准确直观地提供海冰外缘线、海冰覆盖面积和海冰密集度等信息,而以高分辨率商用雷达卫星为代表的微波传感器,能够不受云雾覆盖与黑夜的影响提供海冰外缘线、密集度以及海冰类型等信息。同时,不同分辨率的遥感资料可以应用不同环境条件以及不同尺度的区域。如冰区范围大且受云雾影响多,可以使用分辨率较低的微波传感器资料对其监测。在海冰灾害严重时期,可以利用高分辨率的遥感影像监测港口、海上平台或受困船只的情况。卫星遥感海冰监测和信息提取技术的广泛应用,为业务化海冰数值预报的发展提供了重要的技术支撑。

今年冬天,借助我国“海洋一号C”(HY-1C)卫星有望获取高分辨率卫星海冰监测数据。台站观测、测冰雷达、卫星遥感等互为补充、有机结合,组成海冰立体观测系统,将为冬季海冰监测和预警报提供有力保障。

文章来源:中国海洋报