青藏高原地區(qū)被動(dòng)微波積雪算法改進(jìn)研究.pdf

1、論文首先闡述了研究的意義,青藏高原被喻為“世界屋脊”,其復(fù)雜的地形條件及特殊的氣候環(huán)境,影響著積雪的分布與屬性,使積雪研究成為國(guó)內(nèi)外眾多科學(xué)家的研究重點(diǎn)和難點(diǎn),青藏高原的積雪對(duì)區(qū)域乃至全球的氣候變化和能量平衡都有著深刻影響。因此,該區(qū)的積雪研究具有極高的科學(xué)價(jià)值。論文總結(jié)了主要的被動(dòng)微波積雪產(chǎn)品,介紹了積雪被動(dòng)微波遙感理論,并利用AMSR-EL2A亮溫?cái)?shù)據(jù)、地面站臺(tái)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及相關(guān)輔助數(shù)據(jù),驗(yàn)證了已有算法在青藏高原地區(qū)的精度、分析了基于不

2、同下墊面的積雪算法和亮溫梯度長(zhǎng)時(shí)間序列特征,開(kāi)展了青藏高原地區(qū)基于下墊面的雪水當(dāng)量反演算法的改進(jìn)研究及反演結(jié)果的精度評(píng)價(jià)。
　　本文主要開(kāi)展的研究工作有如下三點(diǎn):
　　1.青藏高原地區(qū)已有積雪算法對(duì)比驗(yàn)證分析。研究選取五種雪深反演算法,利用2009年12月至2010年3月AMSR-E亮度溫度數(shù)據(jù)、地面臺(tái)站觀測(cè)的雪深數(shù)據(jù),對(duì)比驗(yàn)證五種雪深反演算法在青藏高原地區(qū)的精度和區(qū)域適用性。五種雪深算法的RMSE分別為8.10cm~20.

3、35cm、5.59cm~15.74cm、8.58cm~24.63cm、3.65cm~8.52cm、4.38cm~11.80cm,驗(yàn)證結(jié)果表明,已有被動(dòng)微波雪深算法在實(shí)際雪深估算中,存在高估的現(xiàn)象,其精度和區(qū)域適用性仍然有限。
　　2.單點(diǎn)積雪算法和亮溫梯度時(shí)間序列分析。利用MODIS土地覆蓋數(shù)據(jù),將青藏高原下墊面分為森林、灌木、草原和裸地四大類(lèi),并在每種下墊面類(lèi)型上選取一個(gè)站點(diǎn)做積雪算法時(shí)間序列分析和亮溫梯度時(shí)間序列分析。在積雪算

4、法時(shí)間序列分析中,五種算法在聶拉木都低估了實(shí)際SWE。在瑪多、嘉黎和都蘭這三個(gè)站點(diǎn),除了青藏高原改進(jìn)算法,其他四種SWE算法都高估了實(shí)際雪水當(dāng)量。亮溫梯度時(shí)間序列分析中,由于不含散射頻率,各站點(diǎn)的t1019v/h的值都波動(dòng)在0值附近,且沒(méi)有明顯的趨勢(shì);含有高頻的亮溫組合雖然比較敏感,波動(dòng)性較大,但由于高頻易受大氣吸收作用的影響,處理不當(dāng)將影響反演精度;t1037v/h和t1937v/h的整體波動(dòng)形態(tài)及走勢(shì)相似,四組亮溫梯度的值都大于0k

5、,能反映散射體的存在。
　　3.青藏高原地區(qū)被動(dòng)微波雪水當(dāng)量算法改進(jìn)研究?；诓煌聣|面,結(jié)合地面觀測(cè)雪深數(shù)據(jù),利用2009年12月至2010年3月AMSR-E10.65GHz、18.7GHz、23.8GHz、36.5GHz和89.0GHz水平和垂直極化共10個(gè)通道的亮度溫度數(shù)據(jù),分析t1037v/h和t1937v/h與實(shí)測(cè)雪深的相關(guān)性,以此在不同下墊面選取最佳亮溫梯度反演雪深。研究提取六組動(dòng)態(tài)系數(shù),分析各動(dòng)態(tài)系數(shù)與實(shí)測(cè)雪深的關(guān)系