积雪分布广泛、季节变化及年际变化较大,由于其高反射率、低导热率,以及融雪水文效应,对地球表层和大气产生了深刻的影响,由此成为冰冻圈中最为敏感的组成部分。在全球变暖的大背景下,占全球季节性积雪98%的北半球积雪面积呈现下降趋势,年内分配则表现为1-10月均有减少。中国西部积雪面积和厚度自20世纪50年代以来没有明显的变化趋势,青藏高原地区则表现出厚度略微增加,积雪量没有减少趋势。全球变暖同时对季节性积雪区水文过程也将影响较大,这将对全球依靠冰川积雪消融的1/6人口产生深远的影响。因此,对积雪厚度、面积的监测显得尤为重要。
中国科学院寒区旱区环境与工程研究所黑河上游生态-水文试验研究站科研人员在基于MODIS双卫星积雪遥感数据的积雪日数空间分布研究中取得新进展。科研人员结合Terra和Aqua卫星MODIS积雪数据,生成新的逐日积雪影像(最大可能的去除云的影响)。根据新的影像计算逐年积雪日数。借助全国台站观测的年积雪日数资料提取台站所在位置对应影像栅格点的积雪日数数据, 建立回归关系。利用两种数据建立的回归关系式,分区校正新影像所获取的积雪日数,从而得到校正后全国积雪日数分布,并据此划分稳定/非稳定积雪区。研究结果表明:
(1) 从两种方案获取的积雪日数差异可以看出:三大稳定积雪区中,新疆地区积雪稳定性及连续性最好,东北其次,而高原地区最差。
(2) 利用MODIS Terra 和Aqua卫星积雪产品得到的积雪日数在三大稳定积雪区通常低于观测站点积雪日数,但在海陆分界线以及有水体的地方,MODIS获取的积雪日数明显偏大。在青藏高原32°N以南,相对其周围的高山,站点所处的河谷地带降雪量少,站点观测到的积雪日数较低。但站点周围高山地区降雪多,积雪日数明显高于河谷地区。利用MODIS积雪影像获取的积雪日数代表了高山区的积雪日数,所以说在青藏高原32°N以南地区,积雪在高山区和河谷区分布的不均匀性造成MODIS积雪日数大于台站积雪日数。
(3) 利用台站积雪日数校订后的MODIS积雪日数结果显示,我国稳定积雪334.4×104 km2,不稳定积雪区490.6×104 km2。东北-内蒙古区、青藏高原和新疆地区稳定积雪面积分别为117.9×104 km2,153.7×104 km2和56.8×104 km2。
本研究项目受到国家自然科学基金项目(91025011、40771045)、国家自然科学基础人才培养基金冰川学冻土学特殊学科点(J0930003/J0109)资助。研究成果发表于《冰川冻土》(2011,33(3))。

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