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冬季欧亚大陆北部新增雪盖面积变化与中国夏季气候异常的关系

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大气科学 2010年第1期34卷 213-226页

作者：穆松宁周广庆中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心北京100029 中国科学院研究生院北京100049

利用美国冰雪资料中心(The National Snowand Ice Data Center)提供的近40年逐周的卫星反演雪盖资料,考察了冬季欧亚大陆北部新增雪盖面积(Total Fresh Snow Extent,冬季TFSE)与我国夏季(6～8月)气候异常的关系。分析发现,冬季TFSE与我... 详细信息

利用美国冰雪资料中心(The National Snowand Ice Data Center)提供的近40年逐周的卫星反演雪盖资料,考察了冬季欧亚大陆北部新增雪盖面积(Total Fresh Snow Extent,冬季TFSE)与我国夏季(6～8月)气候异常的关系。分析发现,冬季TFSE与我国夏季气候异常存在明显关联:当冬季TFSE偏大时,夏季贝加尔湖以东易盛行异常冷低压,内蒙古东部和东北西部易出现凉夏,同时,东亚副热带西风急流增强,西太平洋副热带高压易加强且西伸和北扩,江南地区在副高的控制下易干热;冬季TFSE偏小时的情况相反。这种显著关联独立于ENSO事件,并且在近40年来较为稳定;冬季TFSE与我国江南夏季降水在20世纪90年代初均发生过一次十年际尺度变化,表现为在20世纪90年代初之后,冬季TFSE(江南降水)明显减小(增多),同时,冬季TFSE与江淮夏季降水的正相关关系明显增强。进一步的分析表明,冬季TFSE可能通过某种途径来影响东亚副热带急流的变化,进而影响我国夏季气候异常。

关键词：欧亚大陆雪盖面积气候异常东亚西风急流西太平洋副热带高压

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多尺度卫星雪盖面积获取的对比研究

遥感技术与应用 2009年第5期24卷 567-575,I0001-I0002页

作者：梁继王建朱仕杰马明国秦春常存王树果盖春梅曲伟任杰中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000 中国科学院研究生院北京100049 兰州大学资源环境学院甘肃兰州730000 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆乌鲁木齐830011 北京师范大学地理学与遥感科学学院北京100875

系统地开展尺度和尺度效应的研究,综合利用日益增多的不同分辨率的遥感影像数据,是地球空间信息科学发展的趋势之一。作为多尺度转换大命题中的前期工作,旨在通过试验的手段检验不同尺度产品的真实性,发现多尺度转换中潜在的各种问题,... 详细信息

系统地开展尺度和尺度效应的研究,综合利用日益增多的不同分辨率的遥感影像数据,是地球空间信息科学发展的趋势之一。作为多尺度转换大命题中的前期工作,旨在通过试验的手段检验不同尺度产品的真实性,发现多尺度转换中潜在的各种问题,以及探索可行性的尺度转换方法,为进一步的多尺度转换研究工作提供良好的背景知识。多尺度雪盖面积的获取,包括两样区1m分辨率野外人工子像元雪盖、两样区30m分辨率子像元重采样雪盖、30mHyperion和TM卫星反演雪盖、以及MODIS500m分辨率的MOD10A1雪盖日产品。通过对上述不同尺度获取的雪盖面积的相互对比研究,我们发现:①1m样区的雪盖>30m重采样雪盖>30mHyperion和TM的雪盖;②若把1m样区看做500m像元的单点试验,该单点不能完全正确地表征同位置像元上的地物特征;③MOD10A1产品有云覆盖地区,宜采用前后雪盖合成的方法来辅助判断并恢复当日云层下的地表类型。同时,通过对各像元级尺度的雪盖面积的真实性检验,我们也发现尺度转换需关注的潜在关键问题:①精确的像元匹配;②重采样方式;③数据获取时间以及产品时间序列;④多传感器图像处理;⑤产品算法的影响;⑥混合像元的影响;⑦试验样方的大小设计;⑧地面同步物理参数的测量;⑨空间异质性的定量表达。

关键词：雪盖面积子像元重采样多尺度真实性检验

天山云杉雪盖面积估算树冠截留雪水当量的实验研究

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天山云杉雪盖面积估算树冠截留雪水当量的实验研究

作者：王毅帆新疆大学

学位级别：硕士

天山云杉是天山森林生态系统的主体,在干旱区具有涵养水源、防风固沙和保护生物多样性等的生态功能,在天山水文生态过程中起着非常关键的作用,开展树冠截留降雪研究对于冬季积雪森林区域的森林经营和气候变化有重要的科学意义。雪水当... 详细信息

天山云杉是天山森林生态系统的主体,在干旱区具有涵养水源、防风固沙和保护生物多样性等的生态功能,在天山水文生态过程中起着非常关键的作用,开展树冠截留降雪研究对于冬季积雪森林区域的森林经营和气候变化有重要的科学意义。雪水当量是表示积雪水资源量多少的重要指标,也是水文模拟中的重要输入参数,能直观的反映出积雪中的水资源量。准确而全面地获取天山云杉树冠截留雪水当量信息,对于提高天山水资源量计算精度方面具有重要意义。本文为获得天山云杉树冠截留雪水当量,设计了一套实验方法:以天山云杉幼苗为研究对象,通过模拟降雪的方式,在云杉幼苗上进行降雪截留的实验研究,利用数码照相机获取云杉的雪盖面积、高精度天平获取树冠上截留的雪水质量,进而建立起云杉幼苗雪盖面积和树冠截留雪水当量、雪水质量之间的关系。之后,在一次降雪后使用大疆旋翼无人机对天山云杉8hm森林样地进行低空航拍作业,使用上述模型并结合夏季样地复查的数据估算样地的天山云杉树冠截留雪水当量,从而为天山云杉树冠截留降雪及其雪水当量提供地面实测的数据和资料及高精度的估算模型。主要的研究内容和成果如下:(1)天山云杉幼苗进行模拟降雪实验,采用监督分类中的最大似然分类法提取树冠雪盖面积,建立起云杉幼苗雪盖面积和树冠截留雪水当量、雪水质量之间的关系。多次模拟降雪实验云杉幼苗雪盖面积与树冠截留的雪水当量、雪水质量拟合曲线是一致的,且基本呈二次曲线:y=21.235x-1.457x(R2=0.9925)和y=10.278x-0.7048x(R2=0.9925)。(2)通过对云杉幼苗的模拟降雪实验研究,提出了一套通过雪盖面积准确估算树冠截留雪水当量、雪水质量的科学实验方法,可为遥感反演雪水当量提供地面数据支撑和资料补充。(3)本研究采用的是DJI Phantom 4 Pro V2.0无人机,利用无人机搭载的4K相机对天山云杉8 hm森林样地进行低空航拍作业,获取可见光波段的影像数据,结合当年夏季野外样地复查的实测数据和预处理过后得到的正射影像,将森林样地中的天山云杉按照东西冠幅的大小分为大型(6.3m)、中型(3.7m)和小型(1.8m)三个等级,分别计算其雪盖面积并利用模拟降雪实验得到的雪水质量模型估算森林样地树冠截留的总雪水质量,最后根据树冠截留雪水当量的公式计算样地树冠截留雪水当量为21cm(结果偏大)。

关键词：雪盖面积雪水当量估算模型云杉森林天山

夏季平流层环状模及其与前期10月雪盖面积的关系

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夏季平流层环状模及其与前期10月雪盖面积的关系

从AVHRR到MODIS的雪盖制图研究进展

第28届中国气象学会年会

作者：李琳李崇银潘静解放军理工大学气象学院中国科学院大气物理研究所LASG

夏季北半球平流层位势高度场的经验正交函数分解（EOF）表明夏季平流层存在两个主要模态,第二模态表现为与冬季平流层环状模（NAM）相似的特征,极地高纬度地区和中低纬度地区呈反位相振荡,可称为夏季平流层NAM（即SNAM）。位势高度场对... 详细信息

夏季北半球平流层位势高度场的经验正交函数分解（EOF）表明夏季平流层存在两个主要模态,第二模态表现为与冬季平流层环状模（NAM）相似的特征,极地高纬度地区和中低纬度地区呈反位相振荡,可称为夏季平流层NAM（即SNAM）。位势高度场对平流层SNAM指数的回归以及对高、低平流层SNAM指数年的合成分析结果显示,对应于不同的平流层SNAM模态,极地高纬度地区和中低纬度地区从对流层低层到平流层都存在一致的反向变化的模态特征,表明夏季平流层与对流层之间也存在着一定的耦合关系。进一步的分析研究表明,前期10月的雪盖面积与后期夏季平流层NAM有较强的相关性,但是这种相关性只局限于平流层中低层。前期10月的北半球雪盖面积异常能够造成冬季平流层NAM异常,而随后的平流层SNAM将通过某种途径延续冬季NAM异常的模态,从而使得前期10月的雪盖面积异常能持续影响到平流层SNAM。

关键词：平流层夏季环状模(SNAM) 雪盖面积环流异常

来源： cnki会议评论

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地理与地理信息科学 2005年第5期21卷 15-19页

作者：曹云刚刘闯中国科学院地理科学与资源研究所全球变化信息研究中心

雪盖面积是水文、气候模型中重要的输入参数之一。使用遥感方法能够有效获取大范围的雪盖信息,弥补地面观测资料在空间上的不足。阐述积雪遥感基本原理以及积雪遥感监测的研究进展,介绍现阶段应用较广的基于AVHRR和MODIS数据的雪盖制图... 详细信息

雪盖面积是水文、气候模型中重要的输入参数之一。使用遥感方法能够有效获取大范围的雪盖信息,弥补地面观测资料在空间上的不足。阐述积雪遥感基本原理以及积雪遥感监测的研究进展,介绍现阶段应用较广的基于AVHRR和MODIS数据的雪盖制图算法,并通过对制图算法的比较和分析得出,MODIS雪盖制图算法的精度和效率都比AVHRR算法高。最后讨论现阶段雪盖制图算法误差的主要来源:大气状况、地表覆盖、积雪物理特性的复杂性以及使用相同的检测阈值等,并提出解决方法。

关键词：遥感雪盖面积雪盖制图

青藏高原近15年积雪时空变化及其与气候因子关系研究

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青藏高原近15年积雪时空变化及其与气候因子关系研究

作者：王明祖华东师范大学

学位级别：硕士

积雪是地表覆盖的重要组成成分,是地球表面最活跃的自然因素之一,而青藏高原作为全球同纬度地区中海拔最高的地域,在全球气候变暖的背景下,其积雪是受影响最为直接与显著的圈层。积雪的动态变化能够影响地球表面反射率、气候变化、水文... 详细信息

积雪是地表覆盖的重要组成成分,是地球表面最活跃的自然因素之一,而青藏高原作为全球同纬度地区中海拔最高的地域,在全球气候变暖的背景下,其积雪是受影响最为直接与显著的圈层。积雪的动态变化能够影响地球表面反射率、气候变化、水文循环系统、大气环流和能量平衡。同时积雪的增长与融化交替过程直接影响着土壤水热环境与植被的生长,进一步影响动物和微生物的活动节律,从而对植物群落产生深刻的影响。因此,研究近年来青藏高原积雪时空变化特征及在不同尺度上与气候因子之间的关系具有重要的社会、经济和生态意义。本文以青藏高原为研究区,利用10350景MODIS雪盖产品,128个地面气象台站数据,数字高程模型数据,自然地带分区数据等,经几何校正、投影转换、去云处理、镶嵌剪切等,得到青藏高原在2001-2015年间的积雪覆盖图,以此为原始数据,进行后续的地理信息系统处理和基于SPSS和R的统计分析,研究了15年雪盖面积和雪盖日数的年内和年际间的时空变化。将不同季节的雪盖面积、不同自然地带的雪盖日数变化与多种气候因子进行相关和逐步回归分析,系统揭示了不同气候因子对青藏高原积雪变化影响的时空差异性及贡献,结果表明：(1)青藏高原雪盖的年内变化表现为“双峰单谷型”,峰值在2月中旬和10月下旬,低谷在7月下旬,雪盖的积累和消融过程并不是稳定的,具有波动性。研究区冬季雪盖范围最大(约占21.45%),春季次之,夏季(5.63%)远低于其他三个季节。青藏高原近15年,年均雪盖面积在36.3-49.1万km2,2002、2005和2008年是多雪年,而2001、2003和2010是少雪年,年均值在15年中呈缓慢波动性减少,变化幅度不大,线性倾向率为-1.82万km2/10a,总体上,2011-2015这5年的雪盖范围比研究期前两个5年出现较为明显的下降。高原融雪主要发生在夏季,夏季雪盖在年际间呈现缓慢波动式减少的趋势,尤其在2001-2014年间,变化的线性倾向率为-3.15万km2/10a,下降趋势极显著(p=0.007)。秋季雪盖的变化对于高原年均值的贡献最大(r=0.778),其次为冬季(r=0.667)。研究期内高原不同月份雪盖年际变化多数呈现微弱降低的趋势。青藏高原冬季积雪分布形成了四周高海拔山区面积大,中部低海拔腹地面积小的空间格局,空间分布不均,高值区与各大山脉的分布较为一致,亚寒带所包含的几个自然地带积雪覆盖丰富。冬季某些块状分布的积雪聚集区在春季变为片状分散分布,但春季雪盖未出现大面积消融,夏季积雪的分布主要位于高海拔的山区,雪盖在夏季向秋季过渡时得到迅速地累积和扩展,且同样始于高海拔山区。(2)从高原不同雪盖日数的面积来看,呈不稳定积雪区>短日数积雪区>中日数积雪区>终年无雪区>长日数积雪区>终年积雪区。长日数积雪区和终年积雪区在研究期内,其范围总体上呈现出显著下降的趋势(P雪区和不稳定积雪区都有微弱的上升趋势,但变化不显著。雪盖日数较长的区域主要分布在高原的西北和南部部分地区及高原边缘地带,雪盖日数的变化与海拔存在一定的相关性,昆仑山、喀喇昆仑山、祁连山、唐古拉山、喜马拉雅山、念青唐古拉山是较长日数积雪覆盖存在的主要山脉。高原雪盖日数在2001-2005、2006-2010、2011-2015三个时段的变化,存在明显的时空差异性,但三个时段雪盖日数变化的区域均以减少为主,尤其在2006-2010年和2011-2015年,雪盖日数减少的区域占总面积的一半以上。2001-2015年雪盖日数增加(S>0)的区域约0.13%,而减少(S雪盖日数基本不变(S=0)的区域占42.15%,散布于高原的各个地区,尤以中部地区较多。青藏高原多数自然地带的雪盖日数在15年间呈现出波动下降的趋势,其中川西藏东山地的下降趋势较为显著。雪盖日数在不同温度带的表现为：高原亚寒带>高原温带>山地亚热带,呈现出与青藏高原气候从东南温暖湿润向西北寒冷干旱的过渡变化相一致的总体格局。(3)通过对青藏高原2001-2014年不同季节的雪盖面积变化与气候因子的相关分析表明,气温、湿度、降水量≥0.1mm日数(降水日数)、降水量以及水汽压与雪盖面积的相关性较高。气温、水汽压主要呈负相关,而湿度、降水日数、降水量则主要呈正相关。气温与夏季雪盖变化呈极显著负相关(r=-0.708;p雪盖面积呈明显正相关(r=0.676,p雪盖面积受多种气候因子共同影响,而春秋季雪盖变化的主导因素是湿度和水汽压。夏季雪盖变化属气温驱动类型,随着

关键词：青藏高原雪盖日数雪盖面积自然地带气候因子