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。     

极地航空对地观测现状与展望

南北极是研究全球气候变化的关键区域，也是涉及国家权益的敏感地区。遥感技术是极地生态环境监测的重要手段。航空遥感由于其独特的尺度优势，在极地遥感中扮演重要角色。文中论述了极地航空对地观测对于我国极地权益与战略需求的重要性，回顾并总结近年来国外极地航空观测计划与应用，在分析我国当前极地航空对地观测的现状及其与国外差距的基础上，尝试对我国南北极航空对地观测的未来应用方向进行展望，以期更好地开展我国极地科学考察，认识和利用极地，为人类共同利益服务。     

从"雪龙2"号研制谈中国极地装备发展

南北极拥有特殊的地理位置,且对全球气候产生重要影响,开发极地航道和极地空间、开展极地科学考察对于我国具有重要的战略意义."极地战略、装备先行",极地的进入和探索严重依赖先进可靠的技术装备,因为我国科研人员进入极地需跨越漫长而又环境复杂的极地水域.在众多装备中,船舶装备首当其冲.回顾我国首制极地科考破冰船"雪龙2"号的设计建造过程与体会,分析了极地船舶装备研制特点和国内外技术现状,并对未来我国极地装备的发展建言献策.     

倾情护航大国重器“雪龙2”号

<正>2019年7月11日,我国第一艘自主建造的极地科考破冰船"雪龙2"号在上海顺利交付,标志着我国极地考察现场保障和支撑能力取得了新的突破。与"雪龙"号不同,"雪龙2"号是全球首艘采用船艏、船艉双向破冰技术的极地科考破冰船,不仅如此,"雪龙2"号还是全球首艘智能极地科考破冰船,拥有一套集智能机舱、智     

基于连续捕捞试验平台的泵吸技术

如今随着人类对于水产品需求的不断增强,近远海的渔业资源已经大幅减少并面临枯竭。在这一背景之下,为了满足人民的需求,世界上大多数国家开始把眼光放到了深远海、极地等人类尚未大规模开发的处女地,极地所蕴藏的大量丰富资源和优质的水产品都是农业发展的重要保证和支撑。目前国外对于深远海极地等渔业装备的研究已经进入产业化阶段,但可惜的是在我国该领域尚处于初级发展阶段。由于深远海海产品的品质极大地依赖于渔船的捕捞设备,因此本文在连续捕捞试验平台上进行泵吸技术系统研究,建立了三维的吸鱼泵模型并试制出样机,且在试验平台上进行反复试验,通过优化关键泵吸参数从而获得令人满意的泵吸试验效果,为深远海捕捞行业的产业化发展供了依据和基础。     

极地破冰船吊舱推进系统现状及发展

随着北极海冰的加速融化，北极航道的可利用程度不断增加。我国作为海洋大国及贸易大国，充分利用北极航道可以缓解我国海上运输的“马六甲困局”，保证我国战略物资的运输安全。开辟北极航道离不开极地破冰船的支持，吊舱推进系统是现代极地破冰船的关键装备，可充分发挥破冰船的破冰能力。在现有国际形势下，我国要建造极地破冰船，必须自主研制极地破冰船用的冰区吊舱推进系统。该文研究了吊舱推进器的发展历史及现状，重点分析了冰区吊舱推进系统的特点，总结了冰区吊舱推进系统研制的关键技术，阐述了冰区吊舱推进系统的发展趋势。研究发现冰区吊舱推进系统具有运行工况复杂、冰载荷多变、转矩过载倍数高和转速动态响应快等特点，相比于非冰区吊舱具有更高的技术门槛。纵观吊舱发展过程，我国应由专业的电气公司牵头，联合业内优势资源，突破关键技术，尽快推出产品并开展示范验证，从而支撑我国北极航道的开辟。     

俄罗斯北极研发项目最新进展探析

极地资源开发和极地航运不仅是对新领域的探索,更是对船舶设计技术的挑战与推动。本文简要概述了俄罗斯北极研发项目的进展情况,针对我国发展极地船舶的需求,提出了相关标准化建议。     

基于北斗技术的海上安全与通信系统

以北斗卫星导航系统为基础架构,自主研发我国的海上安全与通信系统,以更好地保障海上生命和财产安全,掌握核心安全数据信息,及时有效地应对重特大突发事件,实现时间域、空间域和数据域的三维信息通信与交互,为船舶提供全时域、全海域的高保密性以及连续可靠的通信、导航和监视服务。系统通过融合北斗导航定位系统和卫星增强系统两大资源,采用卫星无线电测定业务收发扩容技术、模块化开放式系统架构设计和基于北斗技术的海上安全与通信机制等关键技术,构建基于北斗技术的全球海上安全与通信体系。系统可实现全球海上遇险与安全通信、海上安全信息监控、区域选择性海上安全信息播发与接收、特别业务及海上常规数据通信等功能。开发该系统对提高船舶航行安全性、加强安全数据监控、保障海上生命和财产安全具有重要的战略意义。     

国产卫星遥感技术在海事监管中的应用

<正>近年来,随着遥感技术日益成熟及卫星产业不断发展,已逐步形成了资源、环境、气象、海洋、高分等对地遥感观测卫星系列。在水运业方面,随着全球经济和贸易的日益繁忙,水上通航密度不断加大,海上气象水文环境复杂多变,间接影响着航运市场的发展,同时由于我国海事安全监管系统存在覆盖范围小、探测距离短、业务水平低等自身缺陷,海事监管部门无法对远海船只实现实时动态感知,提供优质保障服务。充分发挥国产卫星遥感技术资源潜力可以提升海事监管和服务保障能力,从而有效维护在航船舶航行安全。     

新一代极地考察船“雪龙2”号的科考功能模块

为达到新一代极地考察船“科考为主，运输为辅”的功能定位，满足不断发展的极地海洋科考需求，“雪龙2”号研发团队结合我国多年极地现场考察经验，通过采用箱型龙骨安装水下声学设备换能器、月池系统用于密集冰区科考设备下放和回收、大空间柔性化实验室和共享显示控制系统等科考功能模块研究应用，实现我国新一代极地考察船科考平台的建造。经多次海试和极地现场航次检验，创新设计的科考功能模块已被实践证明和接受，从硬件上有效提升我国船基科考保障能力。     

极地船舶规范及其主要技术发展

通过梳理极地船舶国际公约、规范技术现状，分析中国船级社建立的极地航行船舶规范特点，并结合我国极地战略及发展需求，总结未来极地船舶规范的技术发展趋势。针对极地船舶破冰技术、防寒技术和航行及保障技术等重要关键技术问题，从船舶结构冰载荷技术、冰载荷作用下的结构强度计算、冰载荷激励下螺旋桨和轴系强度、极地船舶防寒设计与低温试验验证、极地操作能力评估和冰区操作船体监测技术等方面进行阐述，提出了发展建议，为未来我国极地船舶规范体系的自主构建提供技术支持。     

《极地规则》生效下的船舶设备配备和履约

正0引言随着全球变暖,极地水域的冰层正在慢慢融化,使得开辟北极航道成为可能。北极航道是连接大西洋与太平洋和俄罗斯欧亚部分的最短路线。同时,北极油气资源的逐步开发,极地船舶的需求逐步增大,对符合极地规则要求的船舶设备需求也相应增大。目前,环北极航线已部分开通,相对于其他可航水域,极地水域有其自身特点:(1)水域温度极低;     

极地环境载人潜水器发展关键技术分析

针对极地特殊环境和中国在极地的战略需求,结合我国在载人潜水器领域多年的设计、制造、应用和维护经验,首先详细分析载人潜水器的系统组成、主要设备和关键技术,然后对于极地的低温、高纬度、大范围冰盖、复杂水声环境等主要特点,最后在技术层面总结发展极地载人潜水器所涉及的关键技术。     

基于低轨道小卫星技术的空间AIS系统

空间AIS系统是利用低极地轨道小卫星装载AIS收发机,从太空接收并存储船载AIS发射的船舶相关信息,再转发给岸上相关用户的一种新型的船舶交通全球实时监控系统.此文阐述了空间AIS系统产生的背景、研发现状、系统组成特点、关键核心技术细节等,并对空间AIS系统与LRIT系统的关系进行了分析比较.     

能见度不良条件下极地冰山的识别与避让

<正>0引言随着社会经济的发展和人类对未知区域探索的需求,在极地水域活动的船舶越来越多,特别是极地夏季期间。船舶冰区操纵技术一直是业内探讨的主要问题,极地航行的主要风险、操纵方法和注意事项~([1-4])、破冰技术和方法~([5])等是南北极航行实践人员探讨的主要话题。随着通导技术和装备的发展,船舶极地航行风险大幅降低。如:气象预报手段增多和准确性的提高,使航行于极地水域的船舶能够有效规避大风浪航行的风险;卫星遥感技术能快速、实时、动态地获得     

极地环境载人潜水器发展关键技术分析

针对极地特殊环境和中国在极地的战略需求,结合我国在载人潜水器领域多年的设计、制造、应用和维护经验,首先详细分析载人潜水器的系统组成、主要设备和关键技术,然后对于极地的低温、高纬度、大范围冰盖、复杂水声环境等主要特点,最后在技术层面总结发展极地载人潜水器所涉及的关键技术。     

极地船舶技术最新动向

随着全球气候变暖、海冰加速融化,极地蕴藏的丰富资源和极具价值的北极航道已将极地潜在价值推到现实的高度。然而,要想实施极地战略,必先发展适应本国的极地船舶装备。极地船型的发展需求以南北两极的极地船舶为例,总体上可分为三类:第一类是以北极为目的地的开发和运输;第二类是跨北极的过境航行;第三类是在南北两极开展的科考调查和研究。这三类代表了不同国家、不同阶段     

美俄破冰船技术发展研究

破冰船是世界各国推进极地战略的重要抓手,具有重要的战略地位。目前,世界在役极地破冰船主要集中在俄罗斯、美国、加拿大、芬兰、瑞典、丹麦等国家。其中,俄罗斯是全世界拥有破冰船数量最多,技术最先进,极地作业能力最强的国家。美国作为世界头号强国,其极地能力建设也不容小觑。本文旨在通过对近年来美、俄极地破冰船技术更新和能力建设情况的梳理,研判未来破冰船的发展趋势,从而为我国破冰船装备建设和发展提供参考与借鉴。     

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。     

极地冰区船舶发展分析

分析了极地冰区船舶发展的背景,对极地航道、资源开发等因素等进行论述,认为发展极地冰区船舶是未来船舶行业发展的重要方向。研究了与极地航行船舶相关的规范、规则的发展情况,认为规范和规则对极地冰区船舶的运行安全和减少排放等要求日趋严格,各船级社对极地船舶的设计要求和验证方法逐渐统一。介绍了当今世界主要的破冰船船型及动力系统,并对极地冰区船舶的发展特点进行分析。