地球信息科学学报 ›› 2017, Vol. 19 ›› Issue (2): 143-151.doi: 10.3724/SP.J.1047.2017.00143
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翟召坤1,2(), 卢善龙2,*(
), 王萍1, 马丽娟3, 李多3, 任玉玉3, 武胜利3
收稿日期:
2016-05-01
修回日期:
2016-10-11
出版日期:
2017-02-28
发布日期:
2017-02-17
作者简介:
作者简介:翟召坤(1991-),男,山东淄博人,硕士生,主要从事水资源遥感与软件系统开发方面研究。 E-mail:
基金资助:
ZHAI Zhaokun1,2(), LU Shanlong2,*(
), WANG Ping1, MA Lijuan3, LI Duo3, REN Yuyu3, WU Shengli3
Received:
2016-05-01
Revised:
2016-10-11
Online:
2017-02-28
Published:
2017-02-17
Contact:
LU Shanlong
摘要:
北极海冰对全球气候起着非常重要的调制作用,海冰范围是海冰监测的基本参数。近40年,北极地区持续变暖,北极海冰显著减少,进而引发北极自然环境恶化、北半球极端天气频发、全球海平面上升等一系列环境和气候问题。准确获取北极海冰范围及其演变趋势,确定海冰变化对全球气候系统的响应,是研究和预测全球气候变化趋势的关键之一。HasISST和OISST海冰数据集在海冰监测中应用最为广泛,可为北极地区长时间序列海冰变化研究提供基础数据,但这2套数据集空间分辨率相对较低,应用于北极关键区对中国气候响应研究方面存在很大的局限,为解决这一问题和弥补国内海冰监测微波遥感数据的空白,2011年6月27日,国家卫星气象中心(National Satellite Meteorological Center, NSMC)发布了FY(Fengyun, FY)北极海冰数据集,该数据集利用搭载在FY卫星上的微波成像仪(Microwave Radiation Imager, MWRI)数据,使用Enhance NASA Team算法制作,该算法利用前向辐射传输模型模拟北极地区4种海表类型(海水、新生冰、一年冰和多年冰)在不同大气条件下MWRI辐射亮温,进而得到每种大气条件下0~100%的海冰覆盖度查找表(海冰覆盖度每次增加1%),通过观测值与模拟值的比对得到海冰覆盖度,由该数据集计算得到的北极海冰范围在大部分区域与实际情况相符。该产品虽已进行通道间匹配误差修正和定位精度偏差订正,但由于其搭载的微波成像仪(Microwave Radiation Imager, MWRI)天线长度有限,造成传感器探测到的地物回波信号相对较弱,难以区分海冰和近岸附近的陆地,影响了该数据集的精度和应用。为解决这一问题,本文基于美国冰雪中心(National Snow and Ice Data Center, NSIDC)发布的海冰产品对FY海冰数据集进行优化,NSIDC产品利用判断矩阵对海岸线附近的像元进行识别,并对误差像元进行不同程度的修正,由NSIDC产品计算得到的北极海冰范围与实际情况更为符合。数据集优化大大提高了FY海冰数据集的精度,研究结果表明,优化后FY海冰数据集与NSIDC产品相关系数高达0.9997,且二者日、月、年平均最大海冰范围偏差仅为3.5%、1.9%、0.9%,且FY海冰数据集优化过程对其较好的空间分异特征无明显影响。该数据集可正确地反映北极海冰范围及其变化情况,且海岸线附近海冰的分布情况更准确,可为北极海冰变化研究提供可靠的基础数据。
翟召坤, 卢善龙, 王萍, 马丽娟, 李多, 任玉玉, 武胜利. 基于NSIDC海冰产品的FY北极海冰数据集优化[J]. 地球信息科学学报, 2017, 19(2): 143-151.DOI:10.3724/SP.J.1047.2017.00143
ZHAI Zhaokun,LU Shanlong,WANG Ping,MA Lijuan,LI Duo,REN Yuyu,WU Shengli. Optimization of FY Arctic Sea Ice Dataset based on NSIDC Sea Ice Product[J]. Journal of Geo-information Science, 2017, 19(2): 143-151.DOI:10.3724/SP.J.1047.2017.00143
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