海冰是气候变化的重要指示剂。海冰厚度是目前海冰参数中最难估算的参数之一。利用卫星遥感数据估算海冰厚度也因为雪厚、海冰密度等不同造成误差。海冰浮标可以直接测量海冰厚度,作为海冰厚度卫星估算的现场验证数据。为了得到海冰厚度的长期数据,研究人员将浮标使用到海冰厚度的观测上。海冰物质平衡浮标(IMB)是一种被固定于漂移浮冰定点上,用于探测积雪厚度与冰厚度的一种设备。这种设备的测量是非人为监控,工作持续到设备本身停止运行。高分辨率的IMB浮标,如我们所熟知的SIMBA浮标,是苏格兰海洋研究所下属的海洋相关研究(SAMS)的研究服务有限公司(SRSL)所开发研制的。SIMBA浮标是一种新型的IMB浮标已经被广泛用于积雪和海冰的研究当中。SIMBA浮标已经被布放在全球多个海冰覆盖的海域中。到目前为止SIMBA浮标数据是由人工进行处理分析。本论文基于已有的海冰浮标数据,利用海冰热传导连续性方程,构建海冰浮标自动化界面诊断算法,研发了海冰浮标数据时间序列算法和实时算法来估算海冰厚度。在算法开发过程中,考虑了海冰上有积雪和无积雪的情况,并将算法结果与人工分析结果、现场实测数据进行了比较分析。表明本论文研发的算法可以较好地反演冰厚。这为基于卫星测高数据反演海冰厚度进行校正提供了现场数据和重要的方法,具有创新性与实践意义。本文主要内容包括:1.介绍了 SIMBA海冰浮标设备:设备主要结构、布放方式、设备参数。根据海冰热传导连续方程,构建两种一维垂向海冰理想模型(有积雪覆盖理想模型和无积雪覆盖裸冰模型)。进而将两种模型与实际的SIMBA海冰浮标温度链进行耦合,得到我们算法中最关键的温差参数(0.04375℃和0.01875℃)。2.介绍了两类算法的程序以及程序流程。给出了两类算法所得到的海冰上、下界面计算结果以及相应的平滑处理结果。并将时间序列算法结果与实时算法结果进行比较。3.利用SIMBA海冰浮标探头加热数据,进行两种算法结果验证。之后进行理想模型中几个边界假设的验证:海冰上界面空气温度假设验证,海冰下界面海水温度假设验证,算法得到的上界面以下垂向温度梯度验证,算法得到的下界面以上垂向温度梯度验证,以及两个温差参数的验证。4.最后利用FMI2012浮标,分别进行上、下界面的HIGHTSI海冰模型结果、时间序列算法结果、以及人工手动寻找结果类比的展示,并进行了算法结果和NMEFC01浮标实测数据的对比。本文的主要创新点:(1)开发SIMBA海冰浮标实时数据快速处理程序;(2)利用海冰热传导连续方程,构建SIMBA海冰浮标自动化界面诊断算法;(3)利用两个探头温差参数(0.1875℃和0.4375℃)进行海冰浮标介质环境的判断。本文主要结论:(1)在极地海域,SIMBA海冰浮标可以使用自动化算法进行界面诊断;(2)在海冰上、下界面之间,SIMBA海冰浮标两相邻探头温差小于等于0.1875℃时,该组探头之间的介质为海冰;(3)SIMBA海冰浮标两相邻探头温差大于等于0.4375℃时,该组探头之间的介质为积雪。