第30卷，第4期 201年4月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
有冰海区油膜光谱特征研究李颖，刘丙新，兰国新，马
超
龙，高
大连海事大学环境信息研究所，辽宁大连116026
Vol.30,No.4,pp1018-1021
April,2010
摘要近些年有冰海区石油的勘探、开发以及运输频度逐年上升，这增加了冰区溢油发生的风险。试验通过测量海水、碎冰、整冰等不同背景条件下轻柴油和原油油膜的可见光-近红外光谱反射率曲线，并与洁净的海水、碎冰和平整冰光谱曲线进行比较，得到能够有效识别冰区澄油的波段。测结果表明：同一油种在不同背景下油膜的光谱反射率曲线有所差异，同一油种同一背景下由于分布形态不同光谱反射率曲线也有所差异。但同一油种的油膜仍呈现出许多区别于背景的共同特征：以海水、碎冰或整冰为背景的轻柴油油膜的光谱反射率曲线呈现“先低后高”、部分"相伴面行"的特点；海水、碎冰和整冰中原油油膜的光谱反射率曲线在750～770nm区间出现换状反射峰的典型特点。根据以上特点可以将鲨油污染海水/海冰与洁净海水/
海冰很好的区分开来，从而为遥感监测冰区溢油时的波段选择和澄油识别提供参考和依据。关键词有冰海区；溢油监测；光谱
中图分类号：TP722.4
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn. 10000593(2010)04-1018-04
取溢油发生的区域、走势和背景冰况等信息"，目前面言，遥感手段是具备一定潜力和行之有效的方法。通过研究有冰海区油膜的光谱待征，寻找出溢油与背景光谱特征差异，从
各种原因造成的石油泄漏给人类生存、海洋环境带来的影响是极其严重的，不仅使人类失去宝贵的石油资源，而且造成海洋生物的大量死亡，相比于开放海域，有冰海区的溢油事件造成的影响更为恶劣，由于海冰的存在，有冰海区溢油的清理非常困难，造成的影响持续时间更长，后果更加严重。
随着对南北极资源开发的深人，有冰海区的石油钻探平台越来越多，通过这些区域的油轮数量也快速增加，这种情况的变化大大增加了有冰海区发生溢油的可能性(23]。对中国而言，渤海及其周边分布着辽河油田、大港油田、胜利油田等大型油田以及锦州9-3等多个海上油气田，冬季由于受到强劲而稳定的蒙古冷高压的控制，激海会产生冰冻现象，成为北半球结冰海区的南缘。海冰的存在会给石油生产和运输带来危害，包括损级船只、石油平台、输油管道，进而造成溢油事件(
针对有冰海区石油的勘探、开发以及运输，难以避免地增加了有冰海区发生溢油的风险，溢油发生后，随之的应急反应相当重要。国外进行了大量的针对有冰海区溢油应急反应的研究，催生了许多鲨油应急装置和技术(4-5]。在对溢油进行应急处置之前，比较关键的一点就是如何有效快速地获
而为光学遥感识别溢油提供参考，国外对有冰海区溢油的研究主要集中在漂移模型建立以及清理技术方面(2.4)，仅有很少的关于冰区溢油光谱特征的研究("]。由于受到地域及气候条件等影响，国内对于溢油光谱特征的研究主要集中在开阔水域的油膜波谱特征(18)，而对于有冰海区溢油的光谱特征研究基少。本研究在大连附近海域出现结冰的短暂时段内进行了光谱实验，得到了有冰海区溢油的光谱特征，为进步研究遥感监测冰区溢油提供参考和依据。
实验条件与实验方案
实验地点位于大连海事大学码头附近海域，水深3～4 m，海水温度1.8，海冰厚度为2~3cm。为了减少外界反射太阳光对实验结果造成干扰，实验人员着深色服装。为使所获得数据可以与航天传感器进行比较，实验时间选择在天气晴朗无云，风速较小的11:00～12:30进行。
光谱测量设备为ASDFieldSpec3地物光谱仪，光谐范围为350~2500nm，采样间隔为1.4nm(350~1000nm）和 2nm(1000~2500nm)。由于实验地点水深较深，不必考虑水底反射的影响，且周围无高大建筑物挡。数据采集前，
收稿日期：2009-05-05，修订日期：2009-08-06
基金项目：国家科技支撑项目(2006BAC11B01)和海洋局重点实验宅开放研究基金项目(200809)资助
作者商介：牵额，1968年生，大连海事大学教授万方数据
e-mail;yldmu@126.com