《聯合多源數據的南極海冰體積反演及其變化研究》是依託武漢大學，由季青擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：聯合多源數據的南極海冰體積反演及其變化研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：季青
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
南極海冰變化是研究全球氣候環境變化和各圈層相互作用的重要線索。監測和分析南極海冰及其變化過程對於研究全球物質與能量平衡、海-冰-氣耦合作用、海洋溫鹽與水循環具有重要的意義。針對目前南極大尺度、長時序海冰厚度與體積信息不足、反演精度有待提高的問題，本研究嘗試聯合遙感、衛星測高、現場觀測等多源時變數據，基於集成技術與最佳化算法反演水平和垂直方向上海凍的幾何與物理屬性，從海冰密集度、面積、厚度、體積多層面分析南極海凍的時空變化特徵。本課題旨在考慮海冰表面積雪深度和海冰類型等先驗知識的基礎上，最佳化和發展基於衛星測高和被動微波遙感等數據反演海冰厚度的方法，進而獲得較為可靠的南極大尺度海冰體積及其變化規律，為氣候變化、海洋過程、生態安全等相關研究提供基礎信息和知識，為極地考察、海上航運和海洋資源開發等實踐部門提供參考。
結題摘要
南極海冰變化是全球氣候環境變化的重要課題，是研究各圈層相互作用以及海洋過程的重要線索。受地理環境和觀測手段的限制，目前人們對南極大尺度海冰變化的認識顯得不足。相對於傳統海冰厚度觀測方法，衛星測高方法使得大範圍連續觀測成為可能，但由於南極海凍的相對複雜性以及海冰表面積雪信息的不足，南大洋海冰厚度的衛星測高反演精度有待於提高。針對這一問題，項目主要研究了被動微波遙感數據間的交叉定標、南極海冰密集度與海冰範圍的反演與變化、南極海冰表面積雪深度的遙感反演與驗證、南極海冰表面積雪深度時空變化、海冰厚度衛星測高反演參數的敏感性、南極威德爾海海冰出水高度的估算與時序分析、南極海冰厚度衛星測高反演與時空變化特徵。研究結果如下：（1）多源被動微波數據間的交叉定標處理可獲取長時序、一致性更好的亮溫數據，可為海冰參數的精確反演奠定基礎；（2）NT 與BST海冰密集度算法的比較與反演的積雪深度驗證表明，基於BST算法反演的積雪深度與實測雪深數據更加接近和準確；（3）南極的平均積雪深度總體呈緩慢下降的趨勢，其中，威德爾海中心區域、阿蒙森海與羅斯海等海域表現出正的年增長；（4）最佳的衛星測高出水高度估算方案為採用0.8倍標準差剔除高度計觀測值粗差後，選擇沿軌10 km數據段並取最小5%的樣本點平均值作為局地海面高估算海冰出水高度的方案；（5）2013年至2018年南極海冰厚度整體呈現先上升後下降的趨勢，南極較厚的海冰集中在威德爾海西南海域，最大值出現在該海域2014年的7月。南極海冰厚度的時空變化研究可為深入研究海冰變化與全球變化的關係提供參考，可為我國南極科學考察安全保障套用提供決策支持。
