作者:王云鹏等 来源:《地球物理学研究期刊》 发布时间:2012-11-14 15:57:34
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MODIS数据可监测海冰厚度及演化

图1 晴空天气条件下MODIS数据反演的2009-2010年冬季渤海海冰厚度及其时空演变(cm)

图2  Lebedev和Zubov模型计算冰厚与MODIS反演的海冰厚度的对比 

渤海属中国内海,由于大量河流淡水注入,海水盐度仅为30PSU。渤海地处中纬度季风气候带,每年冬季都有不同程度的结冰现象,是北半球纬度最低的结冰海区。2009-2010年冬季,受北方持续寒潮的影响,渤海海域出现了持续低温天气,形成了近30年来最为严重的、罕见的、大范围的、持续的海冰灾情,给环渤海地区的港口、航运、渔业及海上作业等造成重大影响,快速准确地监测大范围海冰厚度分布及演化对于冰灾的防治具有重要的意义。
 
由于在大范围监测海冰厚度是一个挑战,中国科学院广州地球化学研究所博士生苏华及导师王云鹏研究员提出了一种基于MODIS遥感数据大范围直接估算海冰厚度的方法,该方法基于海冰反照率和海冰厚度之间的指数关系模型,选取2009-2010年冬季18景EOS MODIS数据进行渤海海冰厚度的估算及其时空演化监测(图1)。
 
通过Lebedev和Zubov热动力学经验模型及国家海洋局的实时预报数据对反演结果进行的验证表明,MODIS反演的冰厚和模型计算及实际预报结果有很好的相关性(R2达到0.86,图2),证明了该方法的可靠和适用性。
 
2009-2010年冬季整个渤海海冰平均厚度为3~21cm。最大冰厚于1月下旬和2月中旬出现在辽东湾,约为40cm。海冰面积与厚度分布图显示:2010年1月23日渤海海冰面积达到峰值31849km2,约占渤海面积的40.8%,2月12日仅辽东湾海冰面积就高达26700km2,约占辽东湾面积的90.0%。海冰首先沿海岸生成,然后逐渐往外向海湾中央扩展,由辽东湾逐渐由北向南扩展到渤海湾和莱州湾,而海冰消融的顺序由南至北,正好相反。利用实时气象数据研究了海冰形成与发展的关键控制因素,发现累积冻冰度日FDD及累积消融日TDD是控制海冰发展的关键因素,海冰面积及厚度与θ(FDD与TDD之差)密切相关。
 
该成果近期发表在地球物理学及环境科学领域杂志Journal of Geophysical Research及Estuaries and Coasts上。本研究得到国家863及科技支撑项目资助,同时得到NASA、中国资源卫星应用中心、国家卫星气象中心、国家海洋环境预报中心及中国气象科学数据共享服务网提供的数据支持。(来源:中科院广州地球化学研究所) 
 
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