基于MODIS数据的北疆积雪黑碳和雪粒径反演及时空变化分析

基于MODIS数据的北疆积雪黑碳和雪粒径反演及时空变化分析

论文摘要

积雪是地球上反射率较高的自然表面,对于中高纬度地区的水文和能量收支平衡发挥着重要作用。表层积雪中的黑碳和雪粒径变化可以显著影响积雪反照率,造成积雪对太阳辐射吸收的变化,进而对区域气候变化和水文循环产生反馈作用。利用遥感技术对季节性积雪表层黑碳和雪粒径进行定量评估,可以获取时空上连续系统的雪表黑碳浓度和雪粒径变化情况,这也是许多气候和水文模型的输入因子。以中国主要季节性积雪区北疆为研究区,基于MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)数据的3(0.47μm)、 2(0.86μm)和5(1.24μm)波段,采用SGSP(Snow Grain Size and Pollution Amount)算法反演2000-2018年积雪期的雪表黑碳浓度和雪粒径,并结合地面观测数据对于反演结果进行了精度验证,综合分析北疆雪表黑碳浓度和雪粒径时空变化趋势。结果显示, SGSP算法能够同时反演雪表黑碳浓度和雪粒径,并且验证结果表明纯雪像元上反演结果具有较好的精度; 2000-2018年北疆雪表年均黑碳浓度和年均雪粒径都随时间变化呈现微弱下降趋势;受地理位置和局部污染源的影响,北疆积雪黑碳浓度空间分布复杂,天山北坡经济带平均黑碳浓度最高,伊犁地区平均黑碳浓度最低,雪粒径的空间分布显示塔城地区平均雪粒径最大,伊犁地区最小。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 研究区概况
  • 2 数据及预处理
  •   2.1 遥感数据
  •   2.2 地面验证数据
  •     2.2.1 积雪黑碳浓度数据
  •     2.2.2 雪粒径观测数据
  • 3 原理与方法
  •   3.1 纯雪像元提取
  •   3.2 积雪黑碳浓度和雪粒径反演方法
  • 4 结果与分析
  •   4.1 积雪表层黑碳浓度和雪粒径反演结果
  •   4.2 精度评估
  •   4.3 积雪表层黑碳浓度和雪粒径时空变化分析
  •     4.3.1 研究带划分
  •     4.3.2 积雪黑碳浓度和雪粒径时间变化
  •     4.3.3 积雪黑碳浓度和雪粒径空间分布
  • 5 讨论
  • 6 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 魏亚瑞,郝晓华,王建,李弘毅,赵宏宇,高扬,邵东航,钟歆玥,李红星

    关键词: 黑碳,雪粒径,时空变化分析

    来源: 冰川冻土 2019年05期

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 气象学

    单位: 兰州交通大学测绘与地理信息学院,中国科学院西北生态环境资源研究院,地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心,甘肃省地理国情监测工程实验室,江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心,太原理工大学,电子科技大学

    基金: 国家自然科学基金项目(41971325),科技基础资源调查专项(2017FY100502),兰州交通大学优秀平台支持(201806)资助

    分类号: P426.635

    页码: 1192-1204

    总页数: 13

    文件大小: 2622K

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