[发明专利]一种极地关键通道海冰输出面积通量的估算方法

说明书

本发明涉及一种极地关键通道海冰输出面积通量的估算方法。利用基于卫星遥感数据得到海冰运移速度(Sea Ice Motion,SIM)数据和海冰密集度(Sea Ice Concentration,SIC)数据，根据通道位置和数据分辨率，确定通道覆盖的网格，计算每个网格处垂直于通道的SIM速度分量，对全部网格的垂直于通道的SIM速度、时间、网格边长和海冰密集度的乘积进行累加得到特定通道的海冰面积输出通量。本发明解决了极地地区关键通道海冰面积输出通量估算基础数据精度低、缺少长时序结果等问题，利于理解新气候环境下两极区域海冰的物质平衡。本方法精度高，可根据需求计算极地区域任意通道的海冰输出面积通量。

技术领域

本发明涉及极地关键通道海冰输出面积通量的估算方法，具体说是一种估算关键通道海冰面积输出的流程算法。

背景技术

新的气候条件下，两极海冰对全球气候变化起重要的指示作用，受到了各方面的广泛关注。其中，通过各通道的海冰输出也是影响北极海冰质量变化的重要动力机制，对维持北冰洋质量平衡起重要作用，此外，海冰输出产生的淡水可改变北大西洋海域径向翻转流的强度，进而影响全球大洋温盐环流。早期的海冰运移输出观测方式多基于有限的现场浮标和潜标测量数据，由于现场观测数据样本稀少，时序不协调，很难获取有说服力的定量结果。卫星传感器获得的数据具有高时间分辨率和历史数据积累的优势，这些特点为获取长时序北极海冰面积输出奠定了基础。除了在基础数据方面弥补了现有估算方法数据的不足之外，本估算方法逻辑清晰，具有较高的科学性和准确性，且易于实现，可通过修改通道位置获取任意通道的海冰输出面积通量。

发明内容

针对上述技术不足，本发明的目的提供一种极地关键通道海冰输出面积通量的估算方法。本方法利用基于卫星遥感数据提取得到的海冰运移速度数据和海冰密集度数据，首先根据通道的位置和数据的分辨率，确定通道所覆盖的一系列数据网格，计算每个网格处的海冰面积输出通量，对所有网格进行累加得到特定通道的海冰面积输出通量。本发明解决了极地地区关键通道(海峡、海湾等)海冰面积输出通量估算基础数据精度低、缺少长时序结果等问题，操作简便，易于实现。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种极地关键通道海冰输出面积通量的估算方法，包括以下步骤：

1)获取通道两端在经纬度坐标系下的位置坐标；

2)分别建立海冰漂移速度数据投影坐标系和海冰密集度数据投影坐标系；

3)将通道两端在经纬度坐标系下的位置坐标分别转换成在上述两个投影坐标系下的端点坐标；分别在两个投影坐标系下，将通道离散为均匀分布的若干个离散点，并计算每个离散点在该投影坐标系下的投影坐标；

4)对于每个离散点在上述两个投影坐标系下的投影坐标，查找其与周围网格距离最近的网格，并以该网格的属性数据作为该离散点在当前投影坐标系下的属性值；所述海冰漂移速度投影坐标系的属性数据为海冰漂移速度矢量，所述海冰密集度数据投影坐标系的属性数据为海冰密集度数值；

5)海冰漂移速度投影坐标系下，计算当前网格的海冰漂移速度矢量和通道矢量的位置关系用于判断海冰是流入或流出此通道，计算该网格处的海冰垂直于通道的海冰漂移速度分量；

6)海冰密集度数据投影坐标系下，读取当前网格的海冰密集度数值，将垂直于通道的海冰漂移速度分量的大小、限定时间、网格边长和海冰密集度数值的乘积作为该网格限定时间间隔内的海冰面积输出通量；

7)重复步骤5)-6)，对所有网格进行迭代处理，累计每个网格的限定时间间隔内的海冰面积输出通量，得到整个通道限定时间间隔内的海冰面积输出通量。

所述分别建立海冰漂移速度和海冰密集度数据对应的投影坐标系具体为：设置投影类型、椭球体、中央经线和单位，建立所需的坐标系。