論文|南極海冰厚度反演新方法及海冰厚度時空變化

北京大学遥感所遥感大数据实验室关于南极海冰的研究在《Remote Sensing of Environment》在线发表,论文提出了一种南极海冰厚度反演新方法,并且研究了南极海冰厚度的时空变化规律。李欢博士后为第一作者,德克萨斯大学圣安东尼奥分校谢红接教授、北京大学万玮助理研究员为通讯作者。论文详细内容可点击"https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425718304425"查看

海冰占地球的面積平均爲2500萬平方公裏,絕大部分海冰分布在南北極,相當于2.5個加拿大面積。海冰對氣候變化非常敏感,其各項指標,如面積、厚度、體積等,對氣候分析和生態保護具有重要的意義。其中海冰厚度是最重要的指標之一,也是估算海冰體量的基本參數。

相比較而言,北極具有相對完整的地面及機載監測數據集,如海上浮標,海底聲呐,機載激光雷達等,能夠很好地結合遙感衛星數據持續觀測,海冰厚度也可以利用傳統的浮力公式進行計算。

研究亮點

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圖:南北極的海冰結構對比

海水、海冰與冰上積雪的關系示意圖,圖(a)爲常見的北極海冰狀態,南極和北極不同,南極的實測資料較少,同時由于海冰積雪更厚,許多海冰甚至被積雪堆壓到海面下,如圖(b)所示,海水浸入到積雪裏,形成混合層,對海冰厚度反演帶來了很大的不確定性。

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圖:不同季節的海冰厚度變化

研究基于ICESat激光测高卫星数据,综合当前主流海冰反演的算法的优势反演海冰厚度,得到三个季节平均海冰厚度分布。使用新方法,获取到了6.25 km尺度环南极海冰厚度的空间分布

研究還對2003-2008年環南極的海冰厚度、面積及體積進行了趨勢分析,整體上來說並沒有明顯的趨勢,但具有顯著的區域性差異,如威德爾海西海域各項參數在三個季節中均減少,羅斯海的海冰體積在春季顯著增加。

作爲ICESat系列衛星數據海冰反演工作的一部分,該研究提供了一種高效的海冰厚度參數反演方法和環南極數據集,隨著更高性能的ICESat-2于2018年9月份的發射,能夠爲南極生産更長時間序列的海冰厚度分析數據。

文章詳細信息:

Li, H., H. Xie*, S. Kern, W. Wan*, B. Ozsoy, S.Ackley and Y. Hong (2018). "Spatio-temporal variability of Antarcticsea-ice thickness and volume obtained from ICESat data using an innovativealgorithm." Remote Sensing of Environment 219: 44-61.

該研究的合作單位還包括清華大學,德國漢堡大學,土耳其極地研究中心,美國俄克拉荷馬大學。

 


 

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