基于电磁感应原理的极地海冰厚度探测研究

本项研究以电磁感应原理为基础，针对海冰厚度开展探测方法研究。首先基于海冰内部电性结构复杂多变的特点，我们在二层理想正演模型的基础上建立了具有实际指导意义的多层正演计算模型。该正演模型应用时，首先根据现场实际冰情确定初始层数，计算多层海冰模型的综合视电导率，然后通过计算拟合误差、修改参数等步骤进行校正，最终给出理论计算关系曲线和冰层总厚度值。深入研究电磁感应海冰厚度观测原理，对不同模式下的观测方法进行研究。通过现场观测数据与理论公式相结合进行正反演计算研究,为了确切说明电磁感应的探测结果受到海冰电导率的影响，我们利用正演模型计算了变化的海冰电导率在仪器不同高度下在电磁感应观测系统观测结果中的响应。为了将各传感器融合在一起实现集成式观测，开展了电磁感应海冰厚度监测系统的设计，实现对各传感器的数据采集进行统一操控，并将记录数据进行即时保存。通过参加中国北极科学考察，获取了航线上的走航观测数据，对现场考察的海冰厚度数据的处理分析表明，电磁感应观测方法具备提供揭示海冰厚度分布及变化信息的能力，能够解析空间上厚度的变化特征。以第四次北极科学考察为例，观测结果中通过厚度统计波峰数量的变化侧面反映出了海冰消融特点及速度。