南极地区的融雪将影响全球能量收支和海平面高度的变化。微波散射计(SCAT)和辐射计(SMR)对探测融雪是有效的。在本文中,海洋2号B(HY-2B)卫星上的SCAT和SMR从2020年3月1日至2021年2月28日的数据将作为实验数据集用于开展南极冰盖融雪检测研究,使用84张Landsat-8影像得到实验的融雪/干雪样本数据集,以Thurston站、Willie Field站和Schwerdtfeger站所测的空气温度数据作为实验结果的验证数据集。实验结果表明:当气象站的气温达到阈值-1.1℃时,可以判断气象站所在极地网格像素上有融雪发生;当一个极地网格像素对应区域内的融雪面积比例达到阈值1.43%时,可以判断该像素上有融雪发生;经过标准化处理后的散射计和辐射计数据协同检测融雪的阈值分别为-0.98和1.63。通过与2020年3月1日至2021年2月28日的气温数据进行验证,HY-2B/SCAT和HY-2B/SMR协同探测融雪的效果比使用单一传感器好,准确率达到92.9%。通过对融雪探测结果的时空分析得出:南极半岛可以成为南极冰盖融雪研究的首选局部地区;南极整体在12月中旬至1月中下旬处...
南极地区的融雪将影响全球能量收支和海平面高度的变化。微波散射计(SCAT)和辐射计(SMR)对探测融雪是有效的。在本文中,海洋2号B(HY-2B)卫星上的SCAT和SMR从2020年3月1日至2021年2月28日的数据将作为实验数据集用于开展南极冰盖融雪检测研究,使用84张Landsat-8影像得到实验的融雪/干雪样本数据集,以Thurston站、Willie Field站和Schwerdtfeger站所测的空气温度数据作为实验结果的验证数据集。实验结果表明:当气象站的气温达到阈值-1.1℃时,可以判断气象站所在极地网格像素上有融雪发生;当一个极地网格像素对应区域内的融雪面积比例达到阈值1.43%时,可以判断该像素上有融雪发生;经过标准化处理后的散射计和辐射计数据协同检测融雪的阈值分别为-0.98和1.63。通过与2020年3月1日至2021年2月28日的气温数据进行验证,HY-2B/SCAT和HY-2B/SMR协同探测融雪的效果比使用单一传感器好,准确率达到92.9%。通过对融雪探测结果的时空分析得出:南极半岛可以成为南极冰盖融雪研究的首选局部地区;南极整体在12月中旬至1月中下旬处...
南极地区的融雪将影响全球能量收支和海平面高度的变化。微波散射计(SCAT)和辐射计(SMR)对探测融雪是有效的。在本文中,海洋2号B(HY-2B)卫星上的SCAT和SMR从2020年3月1日至2021年2月28日的数据将作为实验数据集用于开展南极冰盖融雪检测研究,使用84张Landsat-8影像得到实验的融雪/干雪样本数据集,以Thurston站、Willie Field站和Schwerdtfeger站所测的空气温度数据作为实验结果的验证数据集。实验结果表明:当气象站的气温达到阈值-1.1℃时,可以判断气象站所在极地网格像素上有融雪发生;当一个极地网格像素对应区域内的融雪面积比例达到阈值1.43%时,可以判断该像素上有融雪发生;经过标准化处理后的散射计和辐射计数据协同检测融雪的阈值分别为-0.98和1.63。通过与2020年3月1日至2021年2月28日的气温数据进行验证,HY-2B/SCAT和HY-2B/SMR协同探测融雪的效果比使用单一传感器好,准确率达到92.9%。通过对融雪探测结果的时空分析得出:南极半岛可以成为南极冰盖融雪研究的首选局部地区;南极整体在12月中旬至1月中下旬处...
南极地区的融雪将影响全球能量收支和海平面高度的变化。微波散射计(SCAT)和辐射计(SMR)对探测融雪是有效的。在本文中,海洋2号B(HY-2B)卫星上的SCAT和SMR从2020年3月1日至2021年2月28日的数据将作为实验数据集用于开展南极冰盖融雪检测研究,使用84张Landsat-8影像得到实验的融雪/干雪样本数据集,以Thurston站、Willie Field站和Schwerdtfeger站所测的空气温度数据作为实验结果的验证数据集。实验结果表明:当气象站的气温达到阈值-1.1℃时,可以判断气象站所在极地网格像素上有融雪发生;当一个极地网格像素对应区域内的融雪面积比例达到阈值1.43%时,可以判断该像素上有融雪发生;经过标准化处理后的散射计和辐射计数据协同检测融雪的阈值分别为-0.98和1.63。通过与2020年3月1日至2021年2月28日的气温数据进行验证,HY-2B/SCAT和HY-2B/SMR协同探测融雪的效果比使用单一传感器好,准确率达到92.9%。通过对融雪探测结果的时空分析得出:南极半岛可以成为南极冰盖融雪研究的首选局部地区;南极整体在12月中旬至1月中下旬处...
南极地区的融雪将影响全球能量收支和海平面高度的变化。微波散射计(SCAT)和辐射计(SMR)对探测融雪是有效的。在本文中,海洋2号B(HY-2B)卫星上的SCAT和SMR从2020年3月1日至2021年2月28日的数据将作为实验数据集用于开展南极冰盖融雪检测研究,使用84张Landsat-8影像得到实验的融雪/干雪样本数据集,以Thurston站、Willie Field站和Schwerdtfeger站所测的空气温度数据作为实验结果的验证数据集。实验结果表明:当气象站的气温达到阈值-1.1℃时,可以判断气象站所在极地网格像素上有融雪发生;当一个极地网格像素对应区域内的融雪面积比例达到阈值1.43%时,可以判断该像素上有融雪发生;经过标准化处理后的散射计和辐射计数据协同检测融雪的阈值分别为-0.98和1.63。通过与2020年3月1日至2021年2月28日的气温数据进行验证,HY-2B/SCAT和HY-2B/SMR协同探测融雪的效果比使用单一传感器好,准确率达到92.9%。通过对融雪探测结果的时空分析得出:南极半岛可以成为南极冰盖融雪研究的首选局部地区;南极整体在12月中旬至1月中下旬处...
L波段微波辐射传输模型可以模拟微波辐射信号在北极冰雪内的物理传播过程,是北极冰面雪厚反演的有效手段。然而当前可用于北极海冰积雪上L波段亮温模拟的模型非常有限,极大地限制了基于L波段微波辐射传输模型的雪厚反演算法的发展。2018年由欧空局赞助开发的积雪微波辐射传输模型(Snow Microwave Radiative Transfer model, SMRT)已被证实可以用于北极海冰积雪上的L波段亮温模拟,但还未有研究利用该模型进行北极雪厚反演。为此,文章利用2018年开发的新一代积雪微波辐射传输模型SMRT,开展了基于L波段辐射传输模型的北极多年冰上雪厚反演研究。文章首先在SMRT模型基础上改进了积雪隔热效应计算这一前向模拟关键过程,简化计算的同时提高了模拟的准确性。然后选取L波段模型结合雷达高度计的雪厚反演算法展开研究,利用该算法对改进模拟过程的SMRT模型进行了雪厚敏感性分析,验证了SMRT改进模型应用于多年冰上雪厚反演的可行性。最后对2012年11月至2021年4月期间每年1—3月的月平均雪厚进行了反演,反演结果与雪厚数据集的对比分析表明,反演结果能较好地得到北极多年冰上雪厚分布...
L波段微波辐射传输模型可以模拟微波辐射信号在北极冰雪内的物理传播过程,是北极冰面雪厚反演的有效手段。然而当前可用于北极海冰积雪上L波段亮温模拟的模型非常有限,极大地限制了基于L波段微波辐射传输模型的雪厚反演算法的发展。2018年由欧空局赞助开发的积雪微波辐射传输模型(Snow Microwave Radiative Transfer model, SMRT)已被证实可以用于北极海冰积雪上的L波段亮温模拟,但还未有研究利用该模型进行北极雪厚反演。为此,文章利用2018年开发的新一代积雪微波辐射传输模型SMRT,开展了基于L波段辐射传输模型的北极多年冰上雪厚反演研究。文章首先在SMRT模型基础上改进了积雪隔热效应计算这一前向模拟关键过程,简化计算的同时提高了模拟的准确性。然后选取L波段模型结合雷达高度计的雪厚反演算法展开研究,利用该算法对改进模拟过程的SMRT模型进行了雪厚敏感性分析,验证了SMRT改进模型应用于多年冰上雪厚反演的可行性。最后对2012年11月至2021年4月期间每年1—3月的月平均雪厚进行了反演,反演结果与雪厚数据集的对比分析表明,反演结果能较好地得到北极多年冰上雪厚分布...
L波段微波辐射传输模型可以模拟微波辐射信号在北极冰雪内的物理传播过程,是北极冰面雪厚反演的有效手段。然而当前可用于北极海冰积雪上L波段亮温模拟的模型非常有限,极大地限制了基于L波段微波辐射传输模型的雪厚反演算法的发展。2018年由欧空局赞助开发的积雪微波辐射传输模型(Snow Microwave Radiative Transfer model, SMRT)已被证实可以用于北极海冰积雪上的L波段亮温模拟,但还未有研究利用该模型进行北极雪厚反演。为此,文章利用2018年开发的新一代积雪微波辐射传输模型SMRT,开展了基于L波段辐射传输模型的北极多年冰上雪厚反演研究。文章首先在SMRT模型基础上改进了积雪隔热效应计算这一前向模拟关键过程,简化计算的同时提高了模拟的准确性。然后选取L波段模型结合雷达高度计的雪厚反演算法展开研究,利用该算法对改进模拟过程的SMRT模型进行了雪厚敏感性分析,验证了SMRT改进模型应用于多年冰上雪厚反演的可行性。最后对2012年11月至2021年4月期间每年1—3月的月平均雪厚进行了反演,反演结果与雪厚数据集的对比分析表明,反演结果能较好地得到北极多年冰上雪厚分布...
在被动微波雪水当量反演中,积雪物理参数随时间的变化特征影响着反演精度,为理解积雪随时间演化的特征及其对微波辐射亮温的影响,本研究选用2009—2013年北欧积雪实验(Nordic Snow Radar Experiment,NoSREx)积雪地面观测和微波辐射测量数据,通过雪深和温度把雪期分为积累期(10月—次年2月)、稳定期(2—4月)和消融期(4—5月),发现各个雪期的积雪演化特征为:雪颗粒形状在积累期前期以融态颗粒(Melt Forms,MF)为主,积累期后期和稳定期以圆形颗粒、片状颗粒、深霜为主,消融期以MF为主;整个雪季底层雪粒径从小变大再变小的过程,粒径最大值出现在稳定期的2至3月,约为2.5~4.0mm,均出现在近地表雪层,而表层粒径较小且较为稳定。通过雪深和微波亮度差(18~37GHz)的关系分析,表明亮温差在不同雪期对于雪深的依赖关系不同,在积累期和稳定期,雪深变化与亮温差变化具有明显的正相关;在消融期由于积雪融化的影响,其相关性较差;基于多层积雪微波辐射模型(MEMLS)构建了一维微波辐射模拟环境,模拟表明MEMLS模型在3个雪期的垂直极化10.65GHz和18.7...
在被动微波雪水当量反演中,积雪物理参数随时间的变化特征影响着反演精度,为理解积雪随时间演化的特征及其对微波辐射亮温的影响,本研究选用2009—2013年北欧积雪实验(Nordic Snow Radar Experiment,NoSREx)积雪地面观测和微波辐射测量数据,通过雪深和温度把雪期分为积累期(10月—次年2月)、稳定期(2—4月)和消融期(4—5月),发现各个雪期的积雪演化特征为:雪颗粒形状在积累期前期以融态颗粒(Melt Forms,MF)为主,积累期后期和稳定期以圆形颗粒、片状颗粒、深霜为主,消融期以MF为主;整个雪季底层雪粒径从小变大再变小的过程,粒径最大值出现在稳定期的2至3月,约为2.5~4.0mm,均出现在近地表雪层,而表层粒径较小且较为稳定。通过雪深和微波亮度差(18~37GHz)的关系分析,表明亮温差在不同雪期对于雪深的依赖关系不同,在积累期和稳定期,雪深变化与亮温差变化具有明显的正相关;在消融期由于积雪融化的影响,其相关性较差;基于多层积雪微波辐射模型(MEMLS)构建了一维微波辐射模拟环境,模拟表明MEMLS模型在3个雪期的垂直极化10.65GHz和18.7...