| 题名 | 祁连山冰沟流域积雪被动微波遥感观测与模型模拟 |
| 作者 | 白云洁 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2009-05-21 |
| 授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 授予地点 | 寒区旱区环境与工程研究所 |
| 导师 | 卢玲 |
| 关键词 | 积雪被动微波遥感 敏感性分析 雪深 雪水当量 积雪观测试验 黑河遥感试验 |
| 其他题名 | A Comparison of Passive Microwave Remote Sensing Observation and Model Simulation from Snow in the BingGou Watershed of QiLian Mountains |
| 学位专业 | 地图学与地理信息系统 |
| 中文摘要 | 积雪是全球水和能量循环中的关键要素之一。随着遥感技术的发展，积雪的被动微波遥感研究已经成为积雪研究领域的热点。国外的被动微波研究表明被动微波在反演雪深方面的优势，但是多数应用于全球尺度或低海拔平原，涉及到高原山区情况比较少。本文利用“黑河综合遥感联合试验”中寒区水文试验在黑河上游冰沟流域(青海省祁连县)获取的系统的积雪观测数据，利用多层积雪辐射传输模型，对积雪亮温进行模拟，并与被动微波亮温观测进行了对比分析。 积雪的被动微波辐射亮温信号十分复杂，因此文章第一部分利用积雪微波辐射传输模型分析了积雪参数对雪层辐射亮温的影响。结果表明： 1. 粒径是敏感性最高的模型参数，湿度、深度、密度次之，而积雪温度是敏感性较小的参数。 2. 当雪深小于50cm时，雪深可以近似地表示为19和37GHz的亮温差的线性函数；当雪深大于50cm后，随着雪深的增加，亮温差增加幅度变小，趋向于饱和。 3. 在建立积雪深度反演公式时，粒径和密度会影响公式的拟合系数，把一定区域内积雪粒径和密度看作是相同的值，这可能是造成被动微波遥感反演雪深和雪水当量误差的原因之一。 4. 湿雪对雪深和雪水当量的反演影响很大，积雪中自由水的存在使得被动微波遥感无法得到积雪内部的信息。 文章第二部分利用“黑河综合遥感试验”的数据和积雪微波辐射传输模型，对冰沟流域的积雪亮温进行了模拟，并把模拟结果与机载被动微波辐射计观测到的亮温进行对比分析，结果发现： 18.7GHz波段亮温模拟值和观测值平均相差23.6K，36.0GHz波段亮温模拟值和观测值平均相差30.1K；18.7GHz亮温模拟值和观测值的RMSE为24.1K，相关系数为0.41；36.0GHz亮温模拟值和观测值的RMSE为32.0K，相关系数为-0.06，两者的对应情况比较差，主要原因有以下几点： 1. 积雪表层含水量比较大，微波无法穿透雪层，被动微波只能反应积雪表层的信息。另外，由于没有同步观测积雪的湿度数据，模型不能全面的表达积雪的真实状况，使得模拟亮温和实测亮温有比较大的偏差。 2. 均匀分层的方法使积雪的层状信息丢失。试验中，采用均匀分层的方法采集数据。在冰沟流域，由于复杂的高原气候，积雪的性质和受气候影响很大，在一层中包含多种积雪类型，而我们只用一种积雪类型来表示整层的情况，会影响模型的模拟的结果。 3. 模型无法处理积雪中含有冰的情况。冰层的存在使得模型在物理机理上无法模拟微波辐射在雪盖中的传输情况。 4. 没有考虑积雪表面的变化。太阳辐射方向、风的方向等使积雪表层粗糙度很大，粗糙度的增大，不但使雪层亮温增大，同时能够更多的反射天空的向下辐射能量，而模型没有反映这一点。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-08-22 |
| 页码 | 64 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.casnw.net/handle/362004/21859]  |
| 专题 | 寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 白云洁. 祁连山冰沟流域积雪被动微波遥感观测与模型模拟[D]. 寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2009. |
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