積雪分布廣泛、季節(jié)變化及年際變化較大,由于其高反射率、低導(dǎo)熱率,以及融雪水文效應(yīng),對地球表層和大氣產(chǎn)生了深刻的影響,由此成為冰凍圈中最為敏感的組成部分。在全球變暖的大背景下,占全球季節(jié)性積雪98%的北半球積雪面積呈現(xiàn)下降趨勢,年內(nèi)分配則表現(xiàn)為1-10月均有減少。中國西部積雪面積和厚度自20世紀(jì)50年代以來沒有明顯的變化趨勢,青藏高原地區(qū)則表現(xiàn)出厚度略微增加,積雪量沒有減少趨勢。全球變暖同時(shí)對季節(jié)性積雪區(qū)水文過程也將影響較大,這將對全球依靠冰川積雪消融的1/6人口產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。因此,對積雪厚度、面積的監(jiān)測顯得尤為重要。
中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所黑河上游生態(tài)-水文試驗(yàn)研究站科研人員在基于MODIS雙衛(wèi)星積雪遙感數(shù)據(jù)的積雪日數(shù)空間分布研究中取得新進(jìn)展。科研人員結(jié)合Terra和Aqua衛(wèi)星MODIS積雪數(shù)據(jù),生成新的逐日積雪影像(最大可能的去除云的影響)。根據(jù)新的影像計(jì)算逐年積雪日數(shù)。借助全國臺站觀測的年積雪日數(shù)資料提取臺站所在位置對應(yīng)影像柵格點(diǎn)的積雪日數(shù)數(shù)據(jù), 建立回歸關(guān)系。利用兩種數(shù)據(jù)建立的回歸關(guān)系式,分區(qū)校正新影像所獲取的積雪日數(shù),從而得到校正后全國積雪日數(shù)分布,并據(jù)此劃分穩(wěn)定/非穩(wěn)定積雪區(qū)。研究結(jié)果表明:
(1) 從兩種方案獲取的積雪日數(shù)差異可以看出:三大穩(wěn)定積雪區(qū)中,新疆地區(qū)積雪穩(wěn)定性及連續(xù)性最好,東北其次,而高原地區(qū)最差。
(2) 利用MODIS Terra 和Aqua衛(wèi)星積雪產(chǎn)品得到的積雪日數(shù)在三大穩(wěn)定積雪區(qū)通常低于觀測站點(diǎn)積雪日數(shù),但在海陸分界線以及有水體的地方,MODIS獲取的積雪日數(shù)明顯偏大。在青藏高原32°N以南,相對其周圍的高山,站點(diǎn)所處的河谷地帶降雪量少,站點(diǎn)觀測到的積雪日數(shù)較低。但站點(diǎn)周圍高山地區(qū)降雪多,積雪日數(shù)明顯高于河谷地區(qū)。利用MODIS積雪影像獲取的積雪日數(shù)代表了高山區(qū)的積雪日數(shù),所以說在青藏高原32°N以南地區(qū),積雪在高山區(qū)和河谷區(qū)分布的不均勻性造成MODIS積雪日數(shù)大于臺站積雪日數(shù)。
(3) 利用臺站積雪日數(shù)校訂后的MODIS積雪日數(shù)結(jié)果顯示,我國穩(wěn)定積雪334.4×104 km2,不穩(wěn)定積雪區(qū)490.6×104 km2。東北-內(nèi)蒙古區(qū)、青藏高原和新疆地區(qū)穩(wěn)定積雪面積分別為117.9×104 km2,153.7×104 km2和56.8×104 km2。
本研究項(xiàng)目受到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(91025011、40771045)、國家自然科學(xué)基礎(chǔ)人才培養(yǎng)基金冰川學(xué)凍土學(xué)特殊學(xué)科點(diǎn)(J0930003/J0109)資助。研究成果發(fā)表于《冰川凍土》(2011,33(3))。
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