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冰雷达是用于极地冰雪探测的主要技术手段,为研究极地冰雪的几何特征、内部结构、冰下地形地貌和冰底环境提供了重要的基础观测数据。20世纪50年代,人类首次发现特定频段的电磁波可以“穿透”南极冰盖,进而在60年代研制出用于极地冰盖冰下探测的冰雷达系统。之后60多年里,随着计算机、电子信息和卫星定位导航等技术的发展,冰雷达技术研究取得快速发展,形成了适用于极地冰盖、海冰及其上覆积雪不同探测需求的多样化冰雷达系统。本文在简要回顾了早期冰雷达技术发展的基础上,着重从极地冰盖深部探测、极地冰盖和海冰浅表层探测以及新型极地冰雪探测冰雷达技术3个方面,回顾总结了近10年来国内外主要进展。未来,为适应极地冰盖、海冰及其上覆积雪观测研究的多种需求,需要进一步提升冰雷达系统性能(探测深度、跨轨迹向分辨率、垂向分辨率等),并且研制满足新型平台(无人机、卫星等)搭载需求的小型、低功耗冰雷达系统,以及发展多通道、多频、多极化集同观测模式的综合冰雷达技术。 相似文献
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<正>国际冰川学会(International Glaciological Society, IGS)于2019年7月8—12日在美国加利福尼亚州旧金山斯坦福大学举行了"雷达冰川学50周年国际学术研讨会"(International Symposiumon Five Decades of Radioglaciology)。此次会议系统回顾了雷达冰川学的发展历程以及取得的科学研究成果。冰雷达探测是一种在局部、区域和全球尺度上探测冰冻圈下表面和其他星球冰下条件的强大地球物理技术。因此,一系列用于雷达探测的轨道、机载、拖曳和原位探测的仪器、平台以及数据分析方法被用 相似文献
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极地冰盖底部的冰-基岩界面记录了冰盖的历史演变,反映了冰层的几何特征和冰底环境属性,是推断冰盖动力学和解释冰下地貌的重要指标。机载冰雷达是一种有效的极地冰盖探测方法,但雷达数据受探测环境和仪器自身局限性的影响,会包含各类噪声。为了高效准确地提取冰雷达图像中基岩界面和冰面、降低噪声干扰,利用2015—2016年度中国第32次南极科学考察在伊丽莎白公主地的航空冰雷达观测数据,基于深度学习的pix2pix算法建立了一种自动化提取雷达图像冰面和基岩界面的模型。实验结果表明,该模型提取冰面/基岩界面的精确率为0.863/0.948,峰值信噪比为24.814 dB,均高于以往的K-SVD和CycleGAN同类算法,能更有效地去除噪声、提高图像质量,更高精度地还原现在通用的人工提取效果。 相似文献
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近年来,随着经济社会发展,城市高层建筑不断呈现,其建设高度已经涉及到位处高处位置的天气雷达站气象探测环境保护问题。为了精确测算天气雷达探测环境保护指标,使城市发展与气象探测环境保护不产生冲突,有效保护雷达站探测环境不遭受破坏,根据《气象探测环境保护和设施保护办法》第十一条和《贵州省气象条例》第九条对天气雷达站探测环境保护的相关技术规定,结合新一代天气雷达(CINRAD/CD)的电磁工作原理与探测特性指标,拟出新一代天气雷达(CINRAD/CD)探测环境保护计算方法,对目前开展气象审查城市建设项目是否对雷达站探测环境构成影响提供了算法技术蓝本。本算法已通过中国气象局和贵州省气象局业务主管部门的审核认可。 相似文献
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本文进行了探地雷达在福建漳浦六鳌半岛海岸抛物线沙丘沉积构造探测中的初步应用。结果表明:(1)被探测海岸沙丘的粒度、含水量等理化性质,不同的天线频率,室内数字滤波、增益调适等图像处理环节,均会对探地雷达的探测结果产生影响。(2)本次探测结果以及人工砂坑剖面表明探地雷达是探测海岸沙丘沉积构造的良好手段。(3)通过判读探地雷达图像显示的沉积构造序列组合特点,并根据最近数十年研究区海岸环境演变初步调查结果,认为所探测海岸抛物线沙丘的发育过程,经历了早期海滩脊出露海面、继而发育植被和抛物线沙丘两个阶段。 相似文献
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本研究运用双频雷达(60MHz和179MHz)获取的南极中山站-Dome A断面的雷达回波探测数据,对冰盖浅部100-700m的雷达内部反射层和接收功率变化定量计算分析表明,60MHz的雷达回波能量比179MHz衰减得更快;中山站-Dome A断面冰盖浅层700m以上的雷达反射层形成的主导原因是冰密度的变化;断面上不同测站点间同一深度的接收功率差值达到10dB,表明冰盖浅层散射存在显著差异。 相似文献
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新一代天气雷达共有30多类70余个产品,每个雷达产品在进入业务运行以前,都经过非常严格的筛选和评估,实用性非常高,日常应用效果不错。雷达每6分钟一次体扫,这样多的高密集产品生成,靠传统的"看图识字"办法进行服务将会兼顾不全。20世纪90年代,Johnson等提出了利用风暴定位(SC IT)来识别风暴单体,并在此基础上提出了冰雹探测的新算法,该算法综合考虑了冰雹产生时风暴单体的反射率值,零度层高度及强回波高度的关系。根据NCDC(美国国家气候数据中心)最新产品文件格式说明,成功地用C#语言解读了冰雹指数产品数据格式,实现了雷达产品应用从"看图识字"到程序自动识别的转变。应用新的冰雹探测算法,自动将降雹概率预报分区域、定点预警,通过短信将预警信息自动推送到相关责任人,提高了警报时效和服务面,具有很好的应用前景。 相似文献
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通过对天山乌鲁木齐河源 1号冰川的雷达回波探测 ,清晰地揭示出冰川底部冰 /岩界面的位置及其起伏变化特征 ,显示出雷达波对山地冰川良好的穿透能力和对冰下地形的高分辨能力 ,冰川雷达测厚的误差小于 1 .2 %。研究结果显示 ,1号冰川东支冰川平均厚度为 5 8.77m ,西支冰川平均厚度为 44.84m ,冰体厚度最大值发育于冰川中部趋于主流线位置。冰川冰储量计算表明 ,东支冰储量为 0 .0 5 1 868km3,西支冰储量为 0 .0 2 0 2 1 0km3。表面和底部地形有明显差异 ,主要因冰川动力过程对基岩强烈的地貌作用所致 ,意味着冰床的起伏地形对冰川浅层冰体的运动过程影响不显著。 相似文献
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岩溶隧道中溶洞形成具有复杂性,对其进行准确预测是隧道施工的重要保证。在简述探地雷达基本工作原理的基础上,探讨了探地雷达探测溶洞的可行性。介绍了探地雷达的探测技术和测量方法,简述出探地雷达在浅层溶洞中的应用。 相似文献
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南极冰盖物质收支与不稳定性对全球气候变化和海平面升高有着重要影响,而冰盖厚度和冰下地形则是研究南极冰盖的物质平衡、动力及不稳定性极为重要的参数。自20世纪50年代以来,国际上针对南极冰盖开展了大量的冰雷达以及重、磁测量,这些测量结果被汇集并形成冰厚和冰下地形数据库,进而服务于冰盖模式和地球系统研究,最新推出的成果便是BEDMAP 2(Bedrock Mapping Project 2)。首先介绍了BEDMAP 2的数据来源、结构以及数据处理,并讨论了数据的质量评价,然后分析了BEDMAP 2中展示的整个南极冰盖与冰下地形及其特点。最后,对于BEDMAP 2对中国在南极冰盖考察和研究方面的作用进行了一些讨论与展望。 相似文献
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本文利用中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,即MODIS)的海冰数据,监测中山站附近区域海冰的季节性(尤其是夏季)的消融与冻结情况及海冰表面温度的变化。文中先对MODIS的海冰数据进行影像分层、数据合成,分时间段计算海冰范围,然后提取海冰表面温度信息,最后对获取的数据进行分析。研究结果表明,中山站附近区域在每年10月至翌年2月中上旬为海冰消融期;2月中下旬至4月为海冰冻结非密封期;5月至9月为海冰冻结密封期。海冰范围2月份最小;海冰表面温度1月份最低,8月份最高。 相似文献
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利用美国冰雪中心发布的海冰密集度数据,对1979—2012年北极海冰范围进行年际和年代际变化分析。结果表明:(1)海冰在秋季融化速度最快,其次为夏季、冬季、春季。2000年后春季下降速率变缓,而其他季节融化速度加快;(2)由于多年冰的融化,太平洋扇区在夏秋季节融化速度要高于其他海区。而大西洋扇区在冬季和春季海冰的融化速度要快于夏秋季节,主要是因为大西洋海温升高;(3)东半球在夏秋季节海冰融化的范围要大于西半球,因此东北航道比西北航道提前开通应用。而整个北极区域近几年春季融化速度变缓,则主要是西半球的作用;(4)从空间分布年代际变化来看,1989—1998年最接近气候态,1979—1988年密集度偏大区域主要在巴伦支海和东西伯利亚海,2009—2012年海冰密集度较常年显著偏小,东半球密集度减小幅度比西半球更大,尤其是冬春季在巴伦支海,夏秋季在楚科奇海。春季时由于风的作用,白令海附近海冰密集度异常偏大;(5)北极区域海冰范围在冬春季比夏秋季突变明显,基本在2003年前后,海冰范围变化周期为6年。 相似文献
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在过去30年间,北极气候发生了前所未有的异常变化,北极海冰变化更是经历了令人瞩目的、从平缓到突变的缩减过程,因此,北冰洋及其海冰的研究得到广泛的重视。综述当前国内外有关北极海冰快速变化的研究工作,对这些大气的现场观测和卫星遥感资料的分析,以及一些全球和区域气候模拟的结果,基本上一致地指出了近3O年来北极海冰的快速衰减趋势,尤其是夏季北极海冰正以每lO年超过10％的变化幅度快速减少。从海冰的基本物理特征、与大气海洋相互作用的物理过程、及其对全球和北极气候变化的响应和反馈机制,研究形成这种快速变化的因子--海表面气温增暖,太平洋与大西洋人流的热盐性质变化,以及大气环流模态的影响等。 相似文献
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冰川表面流速作为南极冰盖物质平衡估算的一项重要内容,对于研究全球变暖背景下的海平面上升具有重要意义。随着技术的进步,南极的冰流速监测方法已经从传统的花杆测量、光学仪器边角测量,发展到先进的GPS测量和遥感观测。南极冰盖冰流速总体特征是:海岸带冰流速快于内陆冰流速,冰架冰流速快于陆地冰流速,西南极冰流速快于东南极冰流速。未来加强对数据稀疏地区的冰流速监测,扩大冰流速研究的时间尺度,开发冰流速研究的新方法以及构建冰流速波动与气候变化相互关系模型等,成为南极冰流速研究的新热点。 相似文献
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极地海冰是全球气候系统的重要组成部分,具有一定的季节和年际变化,它对极地科学考察有着重要影响。本文利用MODIS L1B级数据,经监督分类提取冰雪二值图并计算海冰面积,分析2000—2014年中山站附近地区的海冰的季节性和年际变化;结合Landsat影像及雪龙船航迹数据,分析2007—2012年雪龙船到达中山站的航迹特点,为极地科学考察提供参考。研究结果表明,2000—2014年中山站附近地区海冰年际变化规律大体一致,且在每年8月至次年3月有明显的季节性变化规律——海冰面积在9月底10月初达到最大值,在2月中下旬达到最小值;雪龙船到达中山站时间为该地区海冰融化的初期,其航迹特点与海冰分布密切相关。 相似文献
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研究南极冰盖的物质平衡状况是研究冰盖与全球海平面变化关系的基础性工作,也对重建冰芯古气候记录有重要意义。积累率是冰盖物质平衡计算中最重要的收入项。大空间尺度上的表面物质平衡信息只能通过遥感技术来获取。但因存在多源误差,仅靠遥感手段,冰盖物质平衡的信息难以准确获取,这是南极冰川学面临的最大挑战之一。因此实测数据不可或缺。表面物质平衡的实地测量有多种方法,如花杆、超声高度计(雪深仪)、雪层物理／化学层位法(比如雪坑、冰芯／雪芯积累率恢复,探冰雷达连续测量冰内等时层结构等)。本文对南极冰盖表面物质平衡的实地测量技术做一概述,对每种方法的特点进行了比较和讨论。 相似文献