青藏高原地区积雪物候对气候的响应研究

论文摘要

青藏高原是亚洲稳定的积雪区,冰川和积雪分布广泛,是我国及东南亚地区主要河流的发源地。青藏高原积雪不仅对东亚季风环流和降水有着重要影响,同时也影响着北美洲、欧洲以及南印度洋的大气环流和气候。理解青藏高原积雪的时空分布及变化特征,对揭示季节性积雪对气候演变、水资源利用、生态环境以及灾害分析等领域的影响均具有重要意义。本研究首先利用更高分辨率的Landsat-8 OLI数据以及气象台站积雪观测数据,对比分析了MODIS两个版本的积雪产品V006/005在不同土地覆盖类型、海拔及雪深条件下的积雪分类精度;其次利用MODIS每日积雪产品和AMSR-E雪水当量产品,生成了2000-2016年青藏高原地区500 m分辨率的逐日无云积雪产品,并逐像元计算青藏高原地区积雪覆盖天数（Snow covered days,SCD）、积雪开始日期（Snow onset day,SOSD）、积雪结束日期（Snow off day,SOD）和积雪期长度（Snow period length,SPL）,系统分析了青藏高原地区积雪物候时空变化特征及其对气候因素变化的响应。研究结果表明:1)对比分析MOD10A1和MYD10A1两个版本V006/005的积雪分类精度,分析结果表明,在不同海拔条件下,MODIS V006的总体积雪分类精度高于V005版,更加准确的反映了地面积雪分布的真实状况;MODIS V006版在不同土地覆盖类型下的整体分类精度均优于V005版,其中裸地和草地下垫面的分类精度改进更为显著;V006版积雪产品与站点雪深观测结果的一致性也优于V005版,漏测误差减小,说明新版本的MODIS逐日积雪产品,精度得到了显著的改进。2)利用多源遥感及雪产品融合生成的逐日无云积雪范围产品,分析了青藏高原积雪物候时空变化特征。分析结果表明,青藏高原SCD在青藏高原呈现明显的空间异质性。其中高海拔山区的SCD较长,例如念青唐古拉山脉、喜马拉雅山脉、横断山脉及祁连山脉等,而柴达木盆地积雪覆盖日数较少;积雪集中分布的高海拔山区开始时间（SOSD）较早结束时间（SOD）较晚,而高原腹地SOSD开始时间较晚,SOD结束时间较早,随着海拔的逐步降低,SOSD逐渐推迟,SOD逐渐提前;SPL在高海拔山区相比高原腹地较长。总体来说,积雪物候空间变化在整个高原极不均匀,存在明显的空间异质性。3)利用地面台站获取的气象数据,分析了近16年青藏高原气温和降水的时空变化特征。研究结果表明,高原地区冷季平均气温的空间分布大致分为南北两部分,南部较暖,北部较冷,2000-2016年平均最低温度为-30.8℃,而2010-2016年平均最低温度为-25.7℃,平均最低温度呈现明显的上升趋势,并且出现热中心、冷中心消失,变暖趋势明显;青藏高原年降水量表现为由东南逐向西北减少,南部区域降水量明显更多,全区相对多雨年份为2016年,相对少雨年份为2006、2014和2015年。平均温度显著变化区域的大部分显示上升趋势,并且这一增长范围主要集中在青藏高原中部,还有少部分显著下降区域位于高原北部的祁连山脉;青藏高原降水量变化很复杂,显著增多的区域主要分布在唐古拉山东部地区、青海湖地区、长江源区、藏北高原,而川西北部、雅鲁藏布江下游呈显著减少趋势。4)气候变化对青藏高原积雪物候具有重要的影响。结果表明,青藏高原大部分地区积雪物候对气温具有反馈作用,即随着温度的上升,SCD逐渐减少,SOSD推迟,SOD提前,SPL缩短。高原积雪物候对降水的响应更加敏感,高原大多数地区SCD与冷季降水量关系显著,随着降水量的增加,SCD增加显著。降水量的增加有助于SOSD的提前,SOD推迟,SPL延长。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 MODIS积雪产品去云研究进展
•     1.2.2 积雪产品精度评价及验证
•     1.2.3 积雪变化监测研究进展
•     1.2.4 积雪物候与气候因子的相关性研究
•   1.3 研究目的及内容
•   1.4 技术路线
• 第二章 数据与方法
•   2.1 研究区概况
•   2.2 数据来源
•     2.2.1 MODIS积雪产品
•     2.2.2 AMSR-E/Aqua每日雪水当量产品数据
•     2.2.3 站点雪深数据
•     2.2.4 气象数据
•     2.2.5 土地覆盖产品
•     2.2.6 Landsat-8 OLI
•     2.2.7 DEM数据
•   2.3 研究方法
•     2.3.1 积雪产品去云算法
•     2.3.2 积雪物候参数提取算法
•     2.3.3 气象数据空间化
•     2.3.4 气候变化对积雪物候的影响
• 第三章 MODIS逐日积雪产品对比分析
•   3.1 MODIS逐日产品V005/V006 算法简介
•   3.2 V005与V006 版本云量对比分析
•   3.3 精度评价
•     3.3.1 海拔对MODIS积雪产品精度的影响
•     3.3.2 土地覆盖类型对MODIS积雪制图精度的影响
•   3.4 验证
•   3.5 小结
• 第四章 青藏高原地区积雪物候时空变化
•   4.1 积雪日数时空分布特征
•   4.2 积雪开始日期时空变化特征
•   4.3 积雪结束日期时空变化特征
•   4.4 积雪期长度的空间变化特征
•   4.5 小结
• 第五章 青藏高原地区积雪对气候的响应
•   5.1 青藏高原温度降水空间变化特征
•   5.2 青藏高原冷季温度变化趋势
•   5.3 青藏高原冷季降水量变化趋势分析
•   5.4 冷季气温对积雪物候的影响
•   5.5 冷季降水对积雪物候的影响
•   5.6 小结
• 第六章 结论
•   6.1 结论
•   6.2 创新点
•   6.3 存在问题及展望
• 参考文献
• 在学期间研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 曾桐瑶

导师: 黄晓东

关键词: 青藏高原,积雪物候,气象因子,响应

来源: 兰州大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学,气象学

单位: 兰州大学

分类号: P426.635;P467

总页数: 58

文件大小: 4967K

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