被动微波遥感纳木错湖冰变化研究

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:songyinming
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湖冰能快速地响应气温变化,在全球气候变化的大背景下,湖冰能够作为有效的指示器来监测气候变化的实际影响。目前,国内外对于湖冰的研究并不多,湖泊面积大小、对时间分辨率的要求等都是限制湖冰研究的重要影响因素,高时间分辨率、不受天气影响的数据对于湖冰研究而言至关重要。在此背景下,本文利用SMMR和SSM/I被动微波亮温数据,根据湖冰和湖水在亮温上的显著差异,通过搜索亮温值突变的位置,提取了纳木错湖1978年至2013年湖冰开始冻结、完全冻结、开始消融以及完全消融四个时间参数,并分别通过AMSE-E数据、MODIS数据以及其他相关研究验证了研究结果,着重分析了纳木错湖完全封冻时间的变化规律。根据提取的纳木错湖冰持续时间等参数,结合纳木错地区年平均气温、纳木错面积变化以及纳木错对气候事件响应程度等因素,综合分析了纳木错湖冰时间序列的变化规律以及变化趋势,结果表明纳木错自1978年以来湖冰持续时间减少了约45-49天,其中湖面完全封冻时间推后了约23天,开始消融时间提前了约22天。利用显著性检验和交叉小波变换的方式分析纳木错湖冰持续时间与该地区气温之间的关系,表明纳木错湖冰持续时间与气温存在负相关关系,但并不显著,交叉小波变换的结果表明湖冰持续时间与该地区年平均气温在5-6年尺度上具有显著相关性,根据小波变换结果预测在未来短期内湖冰持续时间会略微增加,但总体仍然呈减少趋势。选取1976、1989、1999和2009四个时相的Landsat数据提取纳木错湖泊面积,结果表明湖泊面积在三个时间段内呈加速增加趋势,与纳木错湖冰持续时间在相应时间段内呈加速减少趋势相对应,说明两者可能是受同一种气候因素影响。在研究纳木错湖冰持续时间对全球气候事件相应的过程中,分析了湖冰持续时间对ENSO的响应,结果表明两者之间存在相关关系,对于发生的厄尔尼诺和拉尼娜现象均有一定程度响应,但在某些年份响应并不强烈。本文的主要创新点在于提出了一种能够提取湖冰开始冻结和完全消融时间的算法,并在对纳木错湖冰持续时间的分析过程中,利用交叉小波变换的方式分析了湖冰持续时间与气温的关系,探索了湖冰持续时间与气温在不同时间尺度上的相关关系。同时,由于粗分辨率被动微波数据对研究结果的影响,提取的纳木错湖冰时间参数的精度还需要进一步提高。
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