渤海防波堤建设对海冰影响研究

防波堤的建设将对渤海的海温、盐度、海流、潮汐和海冰造成不同程度的影响。这些海洋环境要素的变化将进而影响渤海的整体海洋环境、生态系统和海洋开发。作为渤海的最主要的海洋灾害，海冰的变化对渤海的港口运输、海洋渔业和海上石油开采有重要的影响。2009-2010冬遭遇了30年同期最重的罕见异常冰情，给渔业生产、海上航运和石油开发造成非常大的损失。从卫星遥感资料中可清楚看出，防波堤的存在阻碍了海冰的运动，使得海冰在渤海湾和莱州湾严重堆积，加重了冰情。本项目的主要目的是应用冰-海洋耦合模式来研究渤海的防波堤建设对海洋环境要素的影响，重点是对海冰的影响。由于这些海洋环境要素相互联系，互有影响，单独地研究某一要素将不可避免的出现偏差。以海冰作为研究的重点，一是考虑到海冰灾害的重要性，另一方面是考虑到海冰的运移生消可以相当容易地通过卫星遥感获取，因此数值研究的结果可以更好地得到验证。

本项目主要研究目的是构建数值模型，研究防波堤建设对渤海海冰的影响。项目组构建了适合渤海的冰-海洋耦合模式，冰-海洋耦合模式是由海冰模式和海洋模式耦合而成。利用冰-海洋耦合模式模拟冬季渤海海冰演变过程，并将模拟结果冰厚、冰期等结果与实况对比。冰-海洋耦合模式包含比较完备的海冰动力过程和海冰热力过程，初冰日、终冰日、冰期和海冰分布等模拟结果和观测数据接近，模拟结果比较好的再现了海冰生成、发展和消融的过程。开展渤海海冰空间分布规律研究，发展海冰厚度分布函数，将海冰厚度、密集度等实况数据同化到模型中，改进了数值预报的效果，具有广泛的应用前景。.利用较为成熟的弹粘塑性海冰模式发展高分辨率海冰预报模式，充分考虑了海冰弹性作用，以及海冰在小应变和小应变率条件下的弹性力学行为，提高了海冰数值计算的分辨率以及计算精度，并应用到重点目标的精细化预报中，产生了良好的社会效益和经济效益。.项目组成员组织开展了渤海海冰沿岸调查，参加了破冰船调查获取了丰富的数据，为模型的检验改进提供依据。.采用数值试验与统计分析相结合的方式研究防波堤对渤海海冰的影响，发现渤海防波堤的建设影响了渤海湾和莱州湾海冰的空间分布。冬季盛行偏北风，海冰在防波堤的西侧堆积，加重局地冰情。了解渤海湾和莱州湾防波堤附近海冰分布规律对海上航运安全预防减少海洋灾害有重要意义。