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地球物理改正对CRYO2ICE反演海冰表面积雪深度的影响
1
作者 耿通 张胜凯 +3 位作者 肖峰 李佳星 李丹丹 李斐 《地球物理学报》 北大核心 2026年第3期985-1004,共20页
海冰表面积雪深度是重要的地球物理变量,也是基于卫星测高技术反演海冰厚度的关键参数.近年来,CRYO2ICE双星协同观测行动的实施为联合雷达与激光测高数据反演海冰表面积雪深度提供了新契机.然而,海洋动力学过程与固体地球效应会影响卫... 海冰表面积雪深度是重要的地球物理变量,也是基于卫星测高技术反演海冰厚度的关键参数.近年来,CRYO2ICE双星协同观测行动的实施为联合雷达与激光测高数据反演海冰表面积雪深度提供了新契机.然而,海洋动力学过程与固体地球效应会影响卫星测高观测精度,不同测高产品间地球物理改正模型的差异可能在积雪深度反演过程中引入偏差.为评估地球物理改正模型差异对积雪深度反演的影响,本文基于CRYO2ICE行动在北极地区获取的协同观测轨迹,系统分析了CryoSat-2 Baseline E与ICESat-2 ATL07高程产品中六种主要地球物理改正项的时空分布差异,并量化了这些差异对积雪深度反演的影响.结果表明,两种测高产品间海洋潮汐改正项差异最大,在近岸浅水区域空间异质性显著;逆气压改正存在显著的系统偏差,秋季表现尤为突出;固体地球潮汐改正整体偏差较小,但在近岸区域存在放大效应;长周期平衡潮、海洋负荷潮和地心极潮改正的差异相对较小.采用一致的地球物理改正模型后,冰间水道处海面高度异常观测的一致性得到改善,平均绝对偏差由0.8 cm减小至0.6 cm,标准差由8.0 cm减小至7.6 cm.对积雪深度反演结果的影响评估显示,逆气压改正差异的影响范围最大,相对影响超过5%的观测数据在一年冰和多年冰区域分别占62.9%和57.3%;海洋潮汐改正次之,相对影响超过5%的观测数据在一年冰和多年冰区域分别占55.0%和50.5%,在北冰洋边缘海域相对影响可达60%;其他改正项相对影响普遍小于5%.采用一致的改正模型后积雪深度的修正幅度显著增大,表明地球物理改正模型差异存在累积效应.研究结果为提高北极海冰厚度遥感反演精度提供了科学依据. 展开更多
关键词 CRYO2ICE行动 地球物理改正 北极海冰 积雪深度 ICESat-2 CryoSat-2
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基于微波开口双频段谐振腔的雪层厚度测试技术研究
2
作者 李梦瑶 张鹏飞 +1 位作者 冯浩 马中发 《电子与信息学报》 北大核心 2026年第1期436-446,共11页
能实时准确测量雪层厚度并进行预警的设备对于保护冬季长时间暴露在外界环境中的供电、通信和雷达等设备具有重要的应用价值。该文研究了基于微波矩形波导开口双腔体的雪层厚度测试方法,设计了对应的测量装置,给出了相关的构造、参数获... 能实时准确测量雪层厚度并进行预警的设备对于保护冬季长时间暴露在外界环境中的供电、通信和雷达等设备具有重要的应用价值。该文研究了基于微波矩形波导开口双腔体的雪层厚度测试方法,设计了对应的测量装置,给出了相关的构造、参数获取和数据反演策略。在此过程中,提出了基于单舱内嵌入金属隔板或频率选择表面(FSS)隔板的双腔双馈电双频段测试方法,通过大腔体低频大动态范围和小腔体高频高精度的策略结合参数相关处理算法,合理解决了大量程和高测试精度之间的矛盾。论文分析了自然降落覆盖在谐振腔开口处的不同雪层厚度对腔体的反射系数谐振频率和S参数的影响,并讨论了雪的密度、湿度对厚度测量精度的影响,比较了不同反演算法的效果,实现了1~30 mm的雪层厚度的分段测量,反演算法精度达到0.16 mm。测试精度优于1 mm。对应的技术和设备可直接或扩展用于以雪厚测试为代表的介质几何参数测试。 展开更多
关键词 雪层厚度测试 微波开口谐振腔 数据反演
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基于遥感监测的1980—2020年三江源雪深时空变化与气候归因研究
3
作者 曹晓云 周秉荣 +3 位作者 雷春苗 刘致远 史飞飞 颜玉倩 《干旱区地理》 北大核心 2026年第2期356-368,共13页
三江源地区积雪变化对区域乃至全球气候、水文循环和生态系统具有重要影响。然而,基于遥感数据分区域和海拔带系统监测其长期雪深动态变化与气候归因的研究仍较为匮乏。通过遥感资料分区域和海拔带分析了1980—2020年三江源地区雪深时... 三江源地区积雪变化对区域乃至全球气候、水文循环和生态系统具有重要影响。然而,基于遥感数据分区域和海拔带系统监测其长期雪深动态变化与气候归因的研究仍较为匮乏。通过遥感资料分区域和海拔带分析了1980—2020年三江源地区雪深时空变化规律,并量化了气温与降水的相对贡献。结果表明:(1)近41 a三江源地区雪深存在明显空间差异,高海拔山脉地区平均雪深普遍大于3 cm,最大雪深普遍大于6 cm。平均雪深和最大雪深分别以0.15 cm·(10a)^(-1)和0.49 cm·(10a)^(-1)的速率显著减小,68.44%的平均雪深和63.83%的最大雪深呈减小趋势,显著减小面积占比分别为15.64%和7.47%。(2)雪深及其变化存在明显的区域和海拔差异,澜沧江源区平均雪深和最大雪深最高(分别为2.41 cm和9.86 cm),且减小速率最快,分别达0.37 cm·(10a)^(-1)和0.81 cm·(10a)^(-1)。雪深随海拔升高而增加,平均和最大雪深垂直梯度分别为0.49 cm·km^(-1)和1.29 cm·km^(-1)。除3.5~4.5 km和大于6.0 km海拔带外,其余海拔带平均雪深均呈减小趋势;除3.5~4.5 km外,其余海拔带最大雪深也呈减小趋势,其中5.0~5.5 km海拔带减小最快。(3)近41 a三江源地区显著的“暖湿化”气候是导致雪深减小的主要因素,气温为主要驱动因子,其影响存在区域与海拔差异,雪深减小与气候变暖密切相关,尤其在低海拔(<3.5 km)和高海拔(>4.5 km)区域。研究结果可为三江源地区积雪水资源优化配置、生态系统保护修复以及区域气候变化趋势预测提供科学依据。 展开更多
关键词 三江源地区 雪深 气候变化 遥感监测
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内蒙古两次回流型特大暴雪积雪深度差异对比分析
4
作者 林弘杰 黄晓璐 +1 位作者 孟凡夫 李瑞青 《高原气象》 北大核心 2026年第1期124-135,共12页
利用常规气象观测、地面加密自动站、ERA5(0.25°×0.25°)逐小时再分析及全球地形资料,对2020年11月18-19日(过程1)、2021年11月7-8日(过程2)内蒙古东南部两次回流型极端特大暴雪天气的特征和积雪深度差异成因进行对比分析... 利用常规气象观测、地面加密自动站、ERA5(0.25°×0.25°)逐小时再分析及全球地形资料,对2020年11月18-19日(过程1)、2021年11月7-8日(过程2)内蒙古东南部两次回流型极端特大暴雪天气的特征和积雪深度差异成因进行对比分析,为提升内蒙古暴雪及其影响预报能力提供一定参考。结果表明:(1)两次过程发生的季节、强降雪落区和24 h累计降水量接近,但过程1影响范围更广,雪强更强且出现了罕见的冻雨天气,过程2持续时间更长,积雪更深,11个站积雪深度突破历史极值。(2)过程1和2均是在500 hPa高空槽(涡)、700 hPa西南急流、925 hPa东北急流共同作用下,暖湿空气沿低层冷垫爬升,产生显著锋生,中层锋区与低层东北回流叠加出现特大暴雪天气。(3)过程1低层冷空气强度偏弱、持续时间偏短,中层西南气流强度更强且厚度更厚,导致中层大气更暖、更湿,暖层位势厚度深厚,中低层大气云中液态水含量明显高于过程2,有利于融化层建立,雪花或冰晶在融化层融化,前期为冻雨,后期以湿雪形式落至地面;过程2受冷涡影响,系统配置更为深厚,低层大气相对更冷,冷垫更强且持久,无融化层,温度条件适合在空中形成片状雪花,落地后以干雪为主,更有利于形成较大积雪。(4)降雪初期,过程1近地面气温在-1℃以上,地表温度在0℃左右,湿雪落至地面后不能快速凝结,随着近地面气温降低易形成冻雨;过程2近地面气温为-9℃,地表温度-3℃,近地面风速更弱,有利于较干的大雪花落至地面后形成积雪。 展开更多
关键词 回流暴雪 积雪深度 冻雨 干雪 对比分析
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北疆雪水比变化特征研究
5
作者 魏娟娟 潘宁 +4 位作者 吐莉尼沙 万瑜 刘佳 王可馨 李俊宏 《沙漠与绿洲气象》 2026年第1期115-121,共7页
雪水比是新增积雪深度预报中将定量降水预报转化为雪深预报的重要参数。利用北疆国家气象观测站2000—2023年10月—次年3月逐日降雪量、积雪深度、温度、风速等资料,筛选北疆降雪天气事件,分析北疆不同区域的雪水比特征,探讨其与温度、... 雪水比是新增积雪深度预报中将定量降水预报转化为雪深预报的重要参数。利用北疆国家气象观测站2000—2023年10月—次年3月逐日降雪量、积雪深度、温度、风速等资料,筛选北疆降雪天气事件,分析北疆不同区域的雪水比特征,探讨其与温度、降雪量级、海拔等因子的关系。结果表明:北疆雪水比的平均值为12.9,高于经验值10,变化范围跨度大,但主要集中在2~22,6~16出现频数最多,占50%以上,>32的极端值出现频率较低。北疆平均雪水比不仅存在明显的月变化特征(12月最大,1月次之)和显著的空间分布差异,平均雪水比高海拔地区比平原区大。温度、降雪量、海拔与雪水比相关性强,平均雪水比在平均温度-15°C附近存在峰值,峰值前随温度降低,平均雪水比明显增大,峰值后随温度降低,平均雪水比减小;随降雪量等级的增大,平均雪水比呈减小趋势;随海拔升高,平均雪水比呈增加趋势。 展开更多
关键词 雪水比 新增积雪深度 变化特征 北疆
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1951―2023年中国地面器测积雪深度数据集研制及应用 被引量：1
6
作者 江慧 徐文慧 杨溯 《气象学报》 北大核心 2025年第1期142-155,共14页
高质量、长序列、可实时更新的器测积雪深度观测数据是积雪深度模式产品和卫星遥感产品检验评估的基准数据。基于国家气象信息中心1951—2023年中国国家级地面站点观测的积雪深度数据,设置了包含元数据检查、界限值检查、时间一致性检... 高质量、长序列、可实时更新的器测积雪深度观测数据是积雪深度模式产品和卫星遥感产品检验评估的基准数据。基于国家气象信息中心1951—2023年中国国家级地面站点观测的积雪深度数据,设置了包含元数据检查、界限值检查、时间一致性检查、气温-积雪深度协同检查、降水量-天气现象-气温-积雪深度协同检查和空间一致性检查的综合质量控制算法,识别出了约0.2%的错误数据,尤其能够识别积雪深度数据中的虚假“0”值以及148个站点错误的历史极值,保证了中国自1951年以来约2400个国家级地面观测站积雪深度数据的质量,研制形成一套中国地面器测积雪深度基础数据集。该数据集中各站点积雪深度数据完整性基本在80%—90%。基于该数据集,对中国积雪的季节分布特征、极值分布特征及长年代气候变化趋势特征进行了应用分析,结果显示东北地区、内蒙古东部、新疆北部和青藏高原积雪深度和积雪日数最高,冬季积雪深度15—20 cm,积雪日数在80 d以上,但是青藏高原积雪空间分布差异大。1951—2023年中国积雪深度和积雪日数气候趋势上升的区域集中在东北地区、内蒙古东部和新疆北部,下降的区域集中在华北平原和青藏高原。 展开更多
关键词 站点 观测 积雪深度 质量控制
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近40年青藏高原雪深变化及对气候变化的响应分析 被引量：2
7
作者 曹晓云 张娟 +3 位作者 王镜 史飞飞 刘致远 孙子婷 《高原气象》 北大核心 2025年第5期1133-1145,共13页
基于中国雪深长时间序列数据集和高分辨率地面气象要素驱动数据集,分流域和海拔梯度分析了1980-2020年积雪季青藏高原雪深的时空变化规律,并结合水热因子探究了雪深对气候变化的响应。结果表明:(1)1980-2020年积雪季青藏高原雪深空间差... 基于中国雪深长时间序列数据集和高分辨率地面气象要素驱动数据集,分流域和海拔梯度分析了1980-2020年积雪季青藏高原雪深的时空变化规律,并结合水热因子探究了雪深对气候变化的响应。结果表明:(1)1980-2020年积雪季青藏高原雪深空间差异明显,呈西高东低、高海拔山脉地区大于盆地平原的分布格局,高海拔山脉地区平均雪深普遍大于10 cm,64.74%的区域平均雪深呈波动减小趋势,显著减小区域占比为29.09%,高原雪深平均减小速率为0.25 cm·(10a)^(-1)。(2)雪深及其变化趋势受海拔影响存在明显的垂直地带性,平均雪深随海拔上升先增大后减小再增大,4.2 km和4.8 km的海拔是分界线;不同海拔区域的雪深均呈减小趋势,雪深减小速率随海拔上升先增大后减小,5.0 km的海拔是分界线,5.0~5.2 km海拔的平均雪深减小速率最快,达3.36 cm·(10a)^(-1),平均雪深年际变化存在明显的“海拔依赖性”,高海拔地区的雪深减小速率明显高于低海拔地区,尤其是4.8~5.5 km地区的雪深。(3)1980-2020年积雪季青藏高原气候变化表现出整体“暖湿化”、但西北部和南部“暖干化”的态势,但雪深对气候变化的响应具有流域差异和海拔差异,其中,怒江、恒河、阿姆河和印度河流域暖干化的气候条件导致雪深减少;雅鲁藏布江、高原内陆、长江流域、柴达木和塔里木盆地气温对雪深的影响更显著;而黄河、黑河流域降水对雪深的影响更显著。小于3.5 km的地区暖干化的气候条件导致雪深减小,而大于3.5 km的地区气温对雪深的影响更显著,气温的海拔依赖性增暖现象解释了雪深的海拔依赖性减小现象。 展开更多
关键词 青藏高原 雪深 气候变化 海拔依赖性
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多源遥感数据驱动下耦合深度学习与积雪微波辐射传输模型的降尺度雪深反演算法
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作者 赵子胜 郝晓华 +7 位作者 任鸿瑞 罗斯琼 戴礼云 邵东航 冯天文 赵琴 纪文政 刘艳 《遥感学报》 北大核心 2025年第5期1273-1289,共17页
高时空分辨率雪深数据对水文建模和灾害预报至关重要。目前,高时间分辨率雪深通常源于被动微波数据,由于仅依据被动微波数据的空间分辨率较低,还无法满足区域水文和灾害研究的需求。本研究基于被动微波和光学等多源遥感数据,提出一种耦... 高时空分辨率雪深数据对水文建模和灾害预报至关重要。目前,高时间分辨率雪深通常源于被动微波数据,由于仅依据被动微波数据的空间分辨率较低,还无法满足区域水文和灾害研究的需求。本研究基于被动微波和光学等多源遥感数据,提出一种耦合深度学习模型FT-Transformer (Feature Tokenizer+Transformer)与积雪微波辐射传输模型SMRT (Snow Microwave Radiative Transfer)的降尺度雪深反演算法。使用深度学习映射AMSR 2亮温差TBD (Brightness Temperature Difference)、积雪覆盖日数SCD (Snow Cover Days)和积雪面积比例SCF (Snow Cover Fraction)等特征与雪深的复杂非线性关系,耦合SMRT拟合等效雪粒径ESG (Effective Snow Grain size)实现降尺度反演雪深,并以北疆39个站点数据进行模型训练和验证,获取北疆500 m降尺度雪深。验证结果表明:引入SCD独立验证RMSE优化了18%,有助于提高模型的空间泛化能力;ESG显著优化了深度学习反演雪深的精度,RMSE为6.82 cm,较未添加ESG的模型提升了15%,同时大幅度改进了深雪低估。时间序列分析表明ESG符合实测雪深的变化趋势,能够约束优化模型反演雪深的稳定性。最后,对比已有的AMSR 2、ERA5-Land和SDDsd雪深产品,本研究降尺度雪深精度最优,RMSE为6.51 cm,雪深空间分布也更为精细,体现了山区复杂的雪深异质性。本研究可为水文建模和灾害预报提供可靠的高时空分辨率雪深反演方法。 展开更多
关键词 遥感 雪深 降尺度算法 深度学习 SMRT AMSR2 积雪覆盖日数
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人为辐射强迫加速近期冬春季青藏高原东部雪深消融速率
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作者 廖舒洁 吴其冈 +2 位作者 孙冷 姚永红 户元涛 《大气科学》 北大核心 2025年第2期383-405,共23页
冬春季青藏高原东部平均雪深具有明显的年代际变化特征,大约20世纪90年代之前呈现显著增加趋势,之后为显著减少趋势。本文首先利用观测资料分析1960~1989年和1990~2014年两阶段青藏高原东部冬春季雪深与相关气象要素场(包括气温和降水)... 冬春季青藏高原东部平均雪深具有明显的年代际变化特征,大约20世纪90年代之前呈现显著增加趋势,之后为显著减少趋势。本文首先利用观测资料分析1960~1989年和1990~2014年两阶段青藏高原东部冬春季雪深与相关气象要素场(包括气温和降水)和大气环流条件等的趋势及其相互联系。其次选用CESM2模式的三套历史输出资料,包括:(1)全部外部辐射强迫、(2)温室气体辐射强迫和(3)人为气溶胶辐射强迫等不同模拟方案,评估辐射强迫和北大西洋涛动(NAO)对两个阶段冬春季青藏高原东部雪深趋势的分别影响。观测分析表明,1990年以后冬季雪深减少趋势主要由地表气温升高和降雪减少共同导致,而春季雪深减少则主要由地表气温升高所致。对比分析观测和模拟雪深及其与大气变量趋势之间的关系,结果表明,全部辐射强迫或者单独的温室气体和气溶胶辐射强迫对1960~1989年间高原东部雪深增加趋势贡献较少,NAO大约解释49%的冬季雪深增加趋势,但对春季增加趋势贡献较少。全部辐射强迫导致青藏高原东部1990~2014年间显著增温,降雪减少,对后期冬春季雪深均持续减少有显著贡献,可以解释后期观测大约29%的冬季和82%的春季站点平均积雪减少趋势。其中温室气体强迫和气溶胶辐射强迫对高原增温均有显著贡献,共同导致冬春季高原东部雪深的减少。NAO指数下降趋势可解释1990~2014年青藏高原东部冬季积雪雪深减少的22%,但对春季雪深减少贡献较小。随着未来人为温室气体增加和气溶胶排放减少,预期高原东部增暖将进一步加剧,冬春季节高原东部雪深将持续减少。 展开更多
关键词 青藏高原 雪深 年代际变化 辐射强迫 北大西洋涛动
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锡林郭勒盟1961-2020年积雪日数及积雪深度变化特征研究 被引量：1
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作者 薛淑琴 李晓坤 +3 位作者 于莉丽 赵晓英 冀刚 白海云 《气象水文海洋仪器》 2025年第3期67-71,共5页
基于1961-2020年锡林郭勒盟15个国家气象观测站积雪日数和积雪深度数据,采用线性回归、Mann-kendall突变检验及小波分析等方法,对锡林郭勒地区的积雪初日、终日,积雪日数及积雪深度分布特征进行分析。结果表明:锡林郭勒盟积雪初、终日... 基于1961-2020年锡林郭勒盟15个国家气象观测站积雪日数和积雪深度数据,采用线性回归、Mann-kendall突变检验及小波分析等方法,对锡林郭勒地区的积雪初日、终日,积雪日数及积雪深度分布特征进行分析。结果表明:锡林郭勒盟积雪初、终日随经纬度变化不明显;积雪初日总体明显推迟,积雪终日总体明显提前;积雪日数呈东多西少分布,并以0.128天/年的速率减少;积雪日数1月份出现峰值;阿巴嘎旗、苏尼特左旗、镶黄旗积雪日数在20世纪60年代出现了突变现象;年均积雪深度由西到东增加,最大雪深出现在乌拉盖,最大积雪深度总体随时间明显增大;12个观测站最大积雪深度在20世纪60-80年代出现了突变;积雪日数存在准8~10年周期,最大积雪深度的主要周期区域间差异较大。 展开更多
关键词 积雪初、终日 积雪日数 积雪深度 时空分布
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1979—2020水文年东北黑土区主要积雪参数时空变化特征
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作者 王金霞 张丽娟 +8 位作者 王芳 黄玉桃 赵余峰 刘杰 程曦瑶 王嘉欣 赵凌越 伊秋景 秦锴峰 《冰川冻土》 2025年第1期98-110,共13页
本文基于中国雪深长时间序列数据集,分析1979—2020水文年东北黑土区年均、各月以及各季主要积雪参数的时空变化特征。结果表明:(1)1979—2020水文年东北黑土区年均积雪深度2.70 cm,年均稳定积雪面积为1.07×10^(6) km^(2),积雪初日... 本文基于中国雪深长时间序列数据集,分析1979—2020水文年东北黑土区年均、各月以及各季主要积雪参数的时空变化特征。结果表明:(1)1979—2020水文年东北黑土区年均积雪深度2.70 cm,年均稳定积雪面积为1.07×10^(6) km^(2),积雪初日为12月1日,积雪终日为3月22日,稳定积雪期112.0 d。年内各季、各月平均积雪深度与稳定积雪面积均呈现出单峰分布的特征,2月均为峰值最高月份。(2)各积雪参数空间分布几乎呈现出一致的空间差异性,均表现为以黑土区腹地为中心的马蹄形空间分布方式。(3)研究发现,除积雪面积未发生显著变化外,积雪深度以及积雪物候均发生了显著的变化。年均、各季以及各月积雪深度均呈现出一致的下降趋势,相比于1979—1988年,近10年年均积雪深度减少了29.48%。积雪初日以1.4 d·(10a)^(-1)的速率显著推后,积雪终日以-1.6 d·(10a)^(-1)的速率显著提前,从而导致稳定积雪期以3.0 d·(10a)^(-1)的速率显著缩短。(4)各积雪参数空间变化特征略有差异。年均积雪深度以及各季、各月积雪深度空间变化一致性较高,均表现为高纬度和高海拔地区积雪深度显著减小、黑土区核心区域积雪深度显著增大的差异性空间变化特征。积雪初日与稳定积雪期均表现为在黑土区北部以及东部变化显著,积雪终日显著变化的区域在空间上并不连续。在全球积雪显著变化背景下,本研究可为明确东北黑土区积雪变化情况提供依据,为保障黑土区粮食安全提供潜在参考。 展开更多
关键词 积雪深度 积雪物候 积雪面积 东北黑土区 时空变化
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FY-3D/MWRI雪深/雪水当量产品在伊春地区验证与分析
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作者 王一欣 蒋玲梅 +2 位作者 杨建卫 崔慧珍 郑照军 《遥感学报》 北大核心 2025年第7期2399-2412,共14页
雪深是描述积雪的重要参数,高精度的雪深产品对天气预报、水文、地表过程等研究有重要作用。国家卫星气象中心自2019年4月起发布了风云三号D星(FY-3D)微波成像仪(MWRI)的被动微波全球雪深/雪水当量产品。相比于FY-3B算法,FY-3D业务化雪... 雪深是描述积雪的重要参数,高精度的雪深产品对天气预报、水文、地表过程等研究有重要作用。国家卫星气象中心自2019年4月起发布了风云三号D星(FY-3D)微波成像仪(MWRI)的被动微波全球雪深/雪水当量产品。相比于FY-3B算法,FY-3D业务化雪深算法在东北林区引入森林覆盖度对森林影响进行了经验校正。为了检验其算法改进效果及业务化产品在东北林区的精度,本文利用黑龙江省伊春市林区的雪线实测数据和气象站点雪深观测数据对FY-3D业务化雪深和雪水当量产品进行了验证,并对验证结果进行了分析。验证表明,FY-3D雪深产品与雪线实测数据、气象站点观测数据的RMSE分别为5 cm和13.2 cm,FY-3D雪水当量产品与雪线实测数据的RMSE为2.1 mm。分析表明,FY-3D雪深产品在林区的不确定性主要来源于半经验算法难以消除森林对微波辐射亮温的影响。尽管经过森林辐射校正可以增强亮温梯度与雪深的相关性,但是森林辐射校正的经验性又增加雪深反演结果的不确定性。该工作可为后续基于国产FY-3D亮温数据改进林区雪深反演算法提供参考。 展开更多
关键词 FY-3D/MWRI 雪深 雪水当量 产品验证 森林区
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基于奇异谱分析的GNSS-MR雪深反演
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作者 范兴群 刘立龙 +2 位作者 薛张芳 吴昊舰 吴晗 《桂林理工大学学报》 北大核心 2025年第1期82-86,共5页
针对当前二次多项式难以准确拟合信噪比趋势导致反演结果偏差较大的问题,引入奇异谱分析方法对原始SNR信号分解重构,得到高质量的SNR有效残差序列,再利用全球卫星导航系统多路径反射测量技术进行雪深反演。为验证该方法的可行性和有效性... 针对当前二次多项式难以准确拟合信噪比趋势导致反演结果偏差较大的问题,引入奇异谱分析方法对原始SNR信号分解重构,得到高质量的SNR有效残差序列,再利用全球卫星导航系统多路径反射测量技术进行雪深反演。为验证该方法的可行性和有效性,选取P351测站2015—2016年GNSS观测数据进行实验,结果表明:基于SSA方法的单星和多星反演雪深结果都优于二次多项式反演雪深,其反演结果与实测值均方根误差分别为11、10 cm,相关系数为0.9862、0.9926;与二次多项式方法反演结果相比,均方根误差分别降低了31.2%、28.5%,验证了该方法运用于GNSS-MR雪深反演的可行性和有效性。 展开更多
关键词 GNSS-MR 奇异谱分析 多路径效应 积雪深度
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贵州高原北侧冬季降雪滴谱特征与积雪深度反演 被引量：2
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作者 邹书平 柯莉萍 +3 位作者 黄钰 熊凯 李德章 陈百炼 《气象科技》 2025年第3期335-346,共12页
利用2018—2023年贵州高原北侧冬季降雪滴谱数据,采用统计方法对比分析雨滴谱和雪滴谱的粒子数目、粒子直径和下落速度的分布特征,研究降雪量、积雪深度与粒子相态、粒子数目、粒子尺度的变化趋势一致性,检验粒子体积反演降雪量、积雪... 利用2018—2023年贵州高原北侧冬季降雪滴谱数据,采用统计方法对比分析雨滴谱和雪滴谱的粒子数目、粒子直径和下落速度的分布特征,研究降雪量、积雪深度与粒子相态、粒子数目、粒子尺度的变化趋势一致性,检验粒子体积反演降雪量、积雪深度算法的适用性。结果表明:①雪滴谱直径谱宽分布在5~15 mm之间,平均直径谱宽>8 mm,属于宽谱降水类型;雨滴谱直径谱宽分布在1~5 mm之间,平均直径谱宽小于3 mm,属于窄谱降水类型。②大多数雪粒子分布在速度谱宽<5 m·s^(-1)以下的区域内,这是由雪粒子形状偏平、密度较小、尺度较大而导致。③降雪量反演结果与实测结果的一致性和相关性均优于积雪深度反演,这与环境温度作用下的降水相态转化、积雪融化速率有关。④把粒子数占比、粒子速度谱宽作为冬季降雪天气类型识别具有很好的指示作用,降雪粒子下落至地面的起止时间和粒子数目可以直观反映整个降雪天气过程的演变特征。 展开更多
关键词 雪滴谱 粒子数 粒子谱宽 降雪量 积雪深度
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阿尔泰山积雪对气候变化的响应研究
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作者 石崇儒 李艳红 《新疆环境保护》 2025年第2期11-21,共11页
利用MODIS和微波遥感数据产品提取的阿尔泰山积雪深度、积雪覆盖度和积雪时数,结合时空三极数据中心提供的气温和降水数据,对阿尔泰山积雪时空动态与气候变化的关系进行研究。结果表明:在2010至2020年间,阿尔泰山积雪深度、积雪覆盖度... 利用MODIS和微波遥感数据产品提取的阿尔泰山积雪深度、积雪覆盖度和积雪时数,结合时空三极数据中心提供的气温和降水数据,对阿尔泰山积雪时空动态与气候变化的关系进行研究。结果表明:在2010至2020年间,阿尔泰山积雪深度、积雪覆盖度和积雪时数分别以0.22 cm/a、0.78%/a和2.83 d/a的速率减少,表现为东南高、西北低的空间格局,在海拔2000 m以下的区域,积雪减少最显著;阿尔泰山气候表现出暖干化趋势,自东南向西北方向暖干化减弱,降水减少速率从1.33 mm/a降低至0.13 mm/a,增温速率由0.44℃/a降至0.21℃/a。垂直地带规律上,低于海拔2500 m的区域表现为暖干化,2500 m以上区域呈暖湿化趋势。降水减少是积雪减少的主要驱动因素,海拔2500 m以下区域的积雪深度和积雪覆盖度受气温升高和降水减少显著降低,自东南向西北方向,降水减少对积雪深度和积雪覆盖度的影响逐渐减弱。 展开更多
关键词 积雪深度 积雪覆盖度 积雪日数 气候变化 阿尔泰山
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基于天擎的雪深变化特征分析及编报规则改进
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作者 荀伟唯 李秀英 +2 位作者 郭伟 蔡胜江 马东晓 《气象水文海洋仪器》 2025年第3期112-115,共4页
利用天擎的小时BUFR中雪深数据,采用反距离权重法和折线图变化曲线,从横向的空间一致性、纵向的时间连续性对雪深数据的变化特征进行分析。结果表明,目前天擎中的雪深数据在应用过程中存在应急加密周期漏选导致小时BUFR缺测、无雪深时... 利用天擎的小时BUFR中雪深数据,采用反距离权重法和折线图变化曲线,从横向的空间一致性、纵向的时间连续性对雪深数据的变化特征进行分析。结果表明,目前天擎中的雪深数据在应用过程中存在应急加密周期漏选导致小时BUFR缺测、无雪深时被编报为缺测、单站雪深数据不连续等问题,针对问题提出设置提醒、改进雪深编报规则、优化雪深编报设置等策略,并制定适合应急加密观测期间雪深编报规则的流程图,便于地面综合观测业务软件的改进和优化,旨在为获取完整准确的雪深数据提供支持。 展开更多
关键词 雪深 编报规则 BUFR 应急加密
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积雪深度自动观测与人工观测数据对比分析 被引量：1
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作者 孙鹏鹏 李旭杰 《气象水文海洋仪器》 2025年第3期21-24,共4页
利用威海地区3个国家基本气象站2020年12月2021年2月雪深观测资料,从绝对误差和相对误差两个方面,以人工观测为参考标准,对雪深自动观测与人工观测误差进行定量分析。研究得出:雪深自动观测与人工观测总体趋势一致,在不同测站不同时段... 利用威海地区3个国家基本气象站2020年12月2021年2月雪深观测资料,从绝对误差和相对误差两个方面,以人工观测为参考标准,对雪深自动观测与人工观测误差进行定量分析。研究得出:雪深自动观测与人工观测总体趋势一致,在不同测站不同时段有所差异;自动观测与人工观测出现误差的主要原因包括风力、气温等气象要素,以及人为因素、观测环境及积雪观测规范等的影响。研究结果为提高雪深观测自动化程度提供了实践参考。 展开更多
关键词 雪深 自动观测 人工观测 对比分析
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青海省公路沿线积雪信息的遥感提取与分布特征分析
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作者 雷春苗 周秉荣 +3 位作者 史飞飞 容锦盟 徐月顺 郭广 《气象科技进展》 2025年第6期16-25,共10页
利用MODIS积雪信息遥感监测资料,基于公路沿线积雪信息空间提取及积雪专题图形自动制作等技术,有效解决公路沿线积雪监测气象站稀缺问题,实现青海省,尤其是公路沿线的积雪信息监测并开展精细化气象服务。结果表明:1)采用MODIS积雪信息... 利用MODIS积雪信息遥感监测资料,基于公路沿线积雪信息空间提取及积雪专题图形自动制作等技术,有效解决公路沿线积雪监测气象站稀缺问题,实现青海省,尤其是公路沿线的积雪信息监测并开展精细化气象服务。结果表明:1)采用MODIS积雪信息遥感监测资料获取青海省2005—2020年积雪季的积雪面积、积雪日数和积雪深度数据,经地面观测数据检验证实,其与地面实际积雪状况较为吻合;2)青海省2005—2020年积雪季遥感监测积雪面积、积雪日数和积雪深度整体呈增加趋势,但空间上存在差异,玉树、果洛和海北等高海拔地区积雪大量分布;3)格尔木—唐古拉(G109)、玛多—称多(G214)、大通—门源—祁连(G227)、肃黄线祁连—天峻(S207)和花上线玛多—玛沁—甘德(S205)等路段均位于青海省高海拔且降雪丰富区,道路积雪相对严重。 展开更多
关键词 公路 MODIS 积雪日数 积雪面积 积雪深度
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中国区域不同雪深反演算法比较与精度分析——基于FY-3系列被动微波亮温数据
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作者 龚育成 戴礼云 李军 《冰川冻土》 2025年第6期1551-1566,共16页
FY系列卫星是我国首个具备多频段被动微波遥感能力的气象卫星系统,对雪深产品的自主化具有重要意义。然而,针对FY-3系列卫星被动微波亮温数据,现有雪深反演算法在中国区域的适用性尚缺乏系统评估。本文基于FY-3系列卫星的被动微波亮温数... FY系列卫星是我国首个具备多频段被动微波遥感能力的气象卫星系统,对雪深产品的自主化具有重要意义。然而,针对FY-3系列卫星被动微波亮温数据,现有雪深反演算法在中国区域的适用性尚缺乏系统评估。本文基于FY-3系列卫星的被动微波亮温数据,以气象站观测的雪深为参考,对比KELLY、CHE、JIANG三种雪深反演算法精度,并分析其差异来源。首先,利用KELLY、CHE、JIANG三种雪深算法反演中国主要积雪区(内蒙古—东北、新疆北部和青藏高原地区)的积雪厚度。然后,使用2010—2019年的气象台雪深观测数据,根据均方根误差(RMSE)、偏差(Bias)、平均相对误差(MRE)、相关性(r)等评价指标,评估KELLY、CHE、JIANG三种算法在中国主要积雪区的雪深反演精度和适用性。评估结果表明,KELLY算法反演雪深的精度最低,RMSE介于3.99~8.23 cm。相比之下,CHE算法和JIANG算法基于中国气象站点的雪深观测数据构建,具有更强的区域适用性,反演精度相对更高,RMSE分别为2.78~5.48 cm和2.88~4.99 cm。在季节变化模式上,三种方法获取的雪深与观测雪深都存在不一致性。分区验证结果也表现出KELLY算法在所有地区精度最差,CHE算法和JIANG算法的精度较高,其中CHE算法、JIANG算法在内蒙古—东北地区RMSE分别为2.57~5.96 cm、2.65~4.95 cm,在青藏高原地区RMSE分别为1.37~3.99 cm、1.40~4.60 cm,在新疆北部地区RMSE分别为6.23~8.81 cm、5.69~9.41 cm。综上所述,本研究结果为提升FY系列卫星被动微波数据在中国区域雪深反演中的应用效果提供了坚实的技术支撑。 展开更多
关键词 FY-3卫星 被动微波 遥感 亮温 雪深
原文传递
北斗/GNSS用于冻土区地表多参数监测研究 被引量：1
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作者 郜旭辉 盛磊 +2 位作者 解孟泽 王恒利 沈煜 《全球定位系统》 2025年第3期119-130,共12页
多年冻土的活动层具有周期性的变化规律,使用传统测量方法监测冻土形变不能满足高精度、低成本连续观测的需求.GNSS定位技术可以很好解决这些问题,但使用传统大地测量型接收机的监测系统成本较高,限制了该技术的普及.为提高冻土监测的... 多年冻土的活动层具有周期性的变化规律,使用传统测量方法监测冻土形变不能满足高精度、低成本连续观测的需求.GNSS定位技术可以很好解决这些问题,但使用传统大地测量型接收机的监测系统成本较高,限制了该技术的普及.为提高冻土监测的普适性,本文提出使用监测专用的北斗/GNSS接收机结合供电系统以及物联网技术组成一套冻土综合监测系统.通过精密单点定位(precise point positioning,PPP)技术获取冻土地面形变并反演大气可降水量(precipitable water vapor,PWV),并利用全球导航卫星系统干涉反射(Global Navigation Satellite System Interferometric Reflectometry,GNSS-IR)技术反演冻土区域地表环境参数,实现冻土区域多参数的综合监测,为保证GNSS数据的质量,使用Anubis软件对观测文件的数据质量进行了综合分析.结果显示在正常情况下观测数据的信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)和多路径误差满足要求,数据完整率较低,部分观测数据的周跳比较高,利用四系统融合解算得到的冻土形变在精度和稳定性上相较于单北斗和单GPS系统都更好,多系统融合获得的PWV和雪深序列能够较好的反映测站环境的变化,土壤湿度反演结果与ERA5土壤湿度产品能够较好的匹配.该北斗/GNSS监测系统为监测冻土地区地面形变和环境参数提供了一种高效且经济的方案,为冻土灾害预警、冻土退化评估等提供数据支持的同时,拓展了北斗/GNSS在冻土地区监测的应用价值. 展开更多
关键词 北斗/GNSS监测系统 精密单点定位(PPP) 冻土形变 大气可降水量(PWV) GNSS-IR 积雪深度 土壤湿度
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