北冰洋海冰变化与船舶通航的展望

北极海冰是制约船舶在北极圈安全航行的主要因素,通过对海冰的影响范围、分布特征、海冰的漂移、海冰的周期变化等的分析可以得出北冰洋海冰的变化特征,从而可为以后实施北极航道的规划和建设、船舶航线的设计提供参考.     

渤黄海冰情分析与对策思考

2009年冬季,我国渤海和黄海北部出现近30年同期最为严重的海冰灾害。海冰袭来,沿海大小港口均遭海冰袭击,部分港口被迫封港,海冰对港口设施、海上交通运输和生产作业造成了严重影响。文中分析了渤黄海海冰的特点和影响,并结合我国港口和海上交通运输特点,提出了应对措施和建议。     

国内外极地海冰业务化预报系统概述

在全球气候变暖和北极海冰快速减少背景下，极地海冰预报发挥着越来越重要的作用。提高极地海冰预报能力是极区船只航行以及极区能源开发与保护等许多领域和方面的重要保障。近年来，各国发展并建立极地海冰预报系统，极地海冰业务化预报取得了显著进展。通过对海冰数值动力模拟进行模型开发、检验和验证，使模式结果不断向观测值靠拢，以实现灵活、强大的海冰模拟的目标，提高对极地海冰演化的预测。我国的极地海冰业务化预报系统在准实时同化海冰密集度和海冰厚度的基础上，实现了卫星观测海洋表面温度数据的融合，解决了极区观测变量数据同化技术中海冰-海洋界面物质和能量的协同调整的难题，为极地科考和商业航行提供更精细化、更准确的海冰预报服务能力。文中简要介绍国内外极地海冰业务化预报系统的现状，并展望了未来发展的难点与问题。     

极地海冰物理和力学性质的工程应用——以南极冰上卸货为例

我国自20世纪80年代开始极地海冰研究，在海冰的自然科学研究方面取得了丰富成果，但相关工程应用研究发展相对缓慢。随着极地航运价值的日益显现，我国愈发重视极地海冰工程性质的研究。海冰物理和力学性质是关键的海冰工程参数，决定了冰工程的合理设计和安全运维。该文利用2019年中国第36次南极考察在普里兹湾固定冰区提取的完整冰坯，在低温实验室开展了不同温度下的海冰三点弯曲试验，获得了海冰弯曲强度和有效弹性模量。文中将海冰弯曲强度、有效弹性模量与海冰孔隙率建立关系，利用弯曲强度下包络线和有效弹性模量上包络线评估了南极普里兹湾固定冰的承载力，为南极冰面卸货提供了安全保障。该研究利用海冰物理参数获取海冰力学参数，进而设计冰层承载力，为海冰工程应用提供了有益思路。     

北极航线的海冰风险计算与航段安全评估

为保障船舶在北极航线的航行安全，研究基于多源冰情数据的海冰风险评估流程。根据海冰密集度、海冰厚度、海冰类型等遥感冰情数据，基于极地操作限制评估风险指数系统(Polar Operational Limit Assessment Risk Indexing System, POLARIS)改进不同冰级船舶的海冰风险指数计算方法，建立北极航线的航段安全评估模型，以呈现北极海冰对不同冰级船舶和不同航段的危险程度。结果表明：该流程能够融合多源冰情数据，反映不同冰级船舶在某一位置点的海冰风险数值，全面显示北极航线上各航段的海冰风险程度。研究成果可为北极航行的船舶操作与航线优化提供参考。     

基于离散元方法的海冰数值模拟

介绍了海冰离散元模型的建立过程，通过模拟海冰与结构相互作用的过程来研究冰载荷的作用规律，并探讨海冰速度、海冰厚度以及结构直径对结构所受冰载荷的影响。结果表明，离散元方法可以较好地表现海冰破碎形式并能准确预测冰载荷，且冰载荷与3种影响因素都为正相关关系，其中海冰厚度对冰载荷的影响最为明显。     

破冰船首部与侧部接触加载工况下海冰弯曲破碎过程

在破冰船对海冰接触加载过程中，海冰会发生以径向和环向开裂为表现形式的弯曲破碎过程。海冰首先径向开裂再环向开裂的弯曲破碎过程与海冰首先环向开裂的弯曲破碎过程将导致不同的冰载荷，因此，明确不同接触加载工况下的海冰弯曲破碎过程是理论计算冰载荷的前提条件。文章针对破冰船首部与海冰直线边界接触加载、破冰船首部与海冰凹进边界接触加载，以及船侧部与海冰直线边界接触加载这3类工况，采用弹性地基薄板理论，对控制方程进行归一化处理，并通过有限元法求解归一化控制方程，分析不同工况参数下的海冰弯曲破碎过程，得到上述3类工况下的海冰弯曲破碎过程判断依据。分析结果表明：当船体与海冰接触区域尺寸较大且冰厚较小易发生先环向开裂的弯曲破碎过程，反之则易发生先径向开裂再环向开裂的弯曲破碎过程。     

基于SPH方法的连续式破冰数值模拟

根据海冰的力学性质,采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法建立海冰本构模型,模拟冰锥实验并与实验结果对比,对冰材料模型准确性进行验证.利用显式动力分析软件LS-DYNA模拟破冰船连续式破冰,得到了海冰的损伤变形和破冰阻力,同时研究了船舶航速和海冰厚度等参数对冰载荷的影响.分析研究表明:应用SPH方法建立的海冰模型能够真实的反映海冰的力学性能,对连续式破冰过程实现较为准确的模拟,为船冰碰撞的数值模拟提供了新思路.     

我国海冰工程研究回顾

20世纪60年代末，我国在结冰的渤海海域发现了油气资源，进而促进了海冰问题的研究，相继开展了大规模海冰调查、海冰生消与运动、海冰物理力学行为、冰荷载、抗冰结构设计及海冰管理等方面的研究，并进行了全方位的国际合作与交流。我国的海冰研究成果不仅保障了渤海油气开发的建设与运行，而且对于目前在黄海和渤海冰区的风电场基础设施建设也提供了强有力的技术支持。文中将从冰区海洋资源开发的角度，回顾我国海冰研究历程。     

赵东油田水域海冰对航行的影响及对策

文中分析了赵东油田水域海冰形成的原因,详细介绍了海冰的分布特征,结合赵东油田水域船舶施工作业的实际情况,阐述了海冰对船舶影响以及需要采取的对策。     

基于海冰厚度的cryosat-2估计算法在破冰船中的应用

近年来,破冰船在极地海洋资源开发、科学考察、极地求援等领域发挥着越来越重要的作用。由于极地海洋环境的复杂性,海冰厚度对破冰船的航行安全和破冰性能产生直接影响。如何及时准确获取海冰数据成为人们研究的重点。本文深入研究海冰厚度估算原理,提出基于crysoat-2卫星测量数据的改进海冰厚度估算算法。     

交通运输部要求进～步做好2010-2011年度防抗海冰工作

为做好2010--2011年度防抗海冰工作,保障冬季海上交通运输安全,2010年12月7日,交通运输部下发《关于做好2010-2011年度防抗海冰工作的通知》．．通知强调各单位要切实加强对防抗海冰工作的组织领导,认真总结去年防抗海冰的工作经验,周密部署,加强督促检查,严格落实各项防范措施.     

渤黄海冰情分析及应对策略

分析渤黄海海冰的特点和影响,结合我国港口和海上交通运输的特点,提出应对措施和建议：编制海冰灾害应急预案,科学应对自然灾害;健全海冰预报体系;适当增强抗冰能力;关注船舶航行安全;构建应急物流。     

海事部门采取多项举措全力防抗海冰

2011年初,影响我国的冷空气活动频繁,环黄渤海海冰范围扩大并超过常年同期,为保障电煤运输等国家重点物资运输有序进行,海事部门采取各项有力措施,及时有效发布海冰预山东海事局组织海空立体巡航,巡查海冰冰情。     

基于海冰JH-2模型的极地邮轮冰-船碰撞性能模拟分析

[目的]极地邮轮在极地航行中与海面浮冰发生碰撞时,会影响船上旅客的舒适性和船舶的安全性。[方法]基于JH-2模型建立海冰的力学模型,通过平滑粒子伽辽金-有限元耦合方法(SPG-FEM)研究极地邮轮与海冰的碰撞性能,结合海冰的等效应力和等效塑性应变研究碰撞过程中海冰的破坏模式。[结果]结果表明:对于厚度为1.6 m的海冰冰层,极地邮轮与冰层撞击过程中海冰不会出现大的裂纹扩展现象,而只在与船艏直接接触的小范围内发生破坏;在靠近极地邮轮船艏两侧的非直接碰撞区域的海冰出现了局部应变。[结论]研究结果可为极地邮轮乘客的舒适性和船舶的安全性设计提供技术支撑。     

基于长短期记忆神经网络的海冰范围预测

本文通过使用长短期记忆神经网络(LSTM)来解决全球海冰覆盖预测问题,本文的算例是对全球的海冰范围的预测。为全球海冰的预测提供了一种新的预测而方法,为以后的研究提供基础。     

海冰基础知识及船舶冰区航行的注意事项

海冰是冬季影响港口作业、海上运输、船舶安全的重要因素,作者介绍了海冰的类型及特点、中国海域海冰发展周期及冰情特征,最后就船舶在冰区航行的准备工作及注意事项加以总结,以期对冬季船舶防冰、抗冰工作提供帮助和参考。     

辽东湾北部浅水区海冰对航行的影响及对策

辽东湾北部浅水区有许多石油开发区块,由于水浅有冰等因素,使在现有的破冰船和冰区航行技术条件下的航行十分困难。分沿岸冻结区、滩涂堆积区和流冰区等不同区带讨论辽东湾北部海冰存在特征以及海冰对航行的影响,并根据海冰存在特点和海域工程的具体特性提出相应的对策。     

南堡海域冰情及其对工程的影响分析

基于南堡海域冰情调查的基础资料,对该海域的海冰冰情进行了较为详尽地阐述,分析了海冰对滩海石油工程及海上生产的影响及危害,探讨了工程设计与生产作业应注意的关键环节,给出了该海区最大平整冰厚度设计的具体数值,并指出了滩海石油工程抵御海冰破坏需要进一步研究的问题.     

北极东北航道夏季海冰冰情与适航性分析

利用经过交叉定标处理后的多源被动微波遥感数据,结合我国"雪龙船"科考船和"永盛轮"商船东北航道航行资料,对北极东北航道夏季的海冰冰情进行分析,探讨东北航道2002～2016年7～10月的适航性.结果表明:多源被动微波遥感数据经过交叉定标处理后,可有效减小其数据间的系统差异,获得一致性更好的长时序卫星观测资料;北极东北航道海冰冰情在逐年减轻,航道适航性愈加良好;航道开通时间窗口集中在8月上旬至10月上旬.北极东北航道中段受海冰影响较大,但海冰影响呈减小趋势,可通航天数不断增加,其中维利基茨基海峡是影响通航的关键区域.北极东北航道夏季海冰冰情与适航性分析可为我国科考船和商船北极安全航行提供参考.