极地海冰厚度探测方法及其应用研究综述 被引量：19

1

作者 季青 庞小平 +3 位作者 许苏清 赵羲 刘清全 石中玉 《极地研究》 CAS CSCD 2016年第4期431-441,共11页

海冰是全球气候变化的敏感指示器,对全球热平衡、大气环流、海洋水循环和温盐平衡起到至关重要的作用。海冰厚度作为海冰中最重要的参数之一,也是最难探测的地球物理参数。在回顾和分析基于仰视声纳、走航观测、电磁感应、微波遥感等方... 海冰是全球气候变化的敏感指示器,对全球热平衡、大气环流、海洋水循环和温盐平衡起到至关重要的作用。海冰厚度作为海冰中最重要的参数之一,也是最难探测的地球物理参数。在回顾和分析基于仰视声纳、走航观测、电磁感应、微波遥感等方法进行极地海冰厚度探测和应用研究的基础上,着重阐述近年来利用卫星测高技术估算极地海冰厚度的研究现状与趋势,为我国开展相关科研工作提供参考。 展开更多

关键词 海冰厚度 卫星测高 走航观测 电磁感应 研究进展

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极地航空重力测量及其应用进展 被引量：7

2

作者 高晟俊 郝卫峰 +2 位作者 李斐 郭井学 崔祥斌 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期97-113,共17页

在论述航空重力测量技术在目前重力场信息获取中不可替代性的基础上,回顾并简述了国际、国内航空重力测量技术的发展历史,介绍了航空重力测量的基本原理,总结了航空重力测量技术在极地航空地球物理勘探任务中的应用。指出航空重力测量... 在论述航空重力测量技术在目前重力场信息获取中不可替代性的基础上,回顾并简述了国际、国内航空重力测量技术的发展历史,介绍了航空重力测量的基本原理,总结了航空重力测量技术在极地航空地球物理勘探任务中的应用。指出航空重力测量技术是目前唯一兼顾高精度高分辨率并且能覆盖全南极区域的观测手段,在完善南极地区全球重力场模型、研究南极地区地质构造、质量变化等任务中起着非常重要的作用。 展开更多

关键词 航空重力 南极 北极 国际计划 雪鹰601

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高亚洲冰川质量变化趋势的卫星重力探测 被引量：12

3

作者 朱传东 陆洋 +3 位作者 史红岭 张子占 杜宗亮 高春春 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期793-801,共9页

利用高亚洲地区32个Mascon,基于GRACE RL05时变重力场模型频域和空域上的两种计算方法有效分离并提取出高亚洲冰川及其毗邻地区的等效水质量变化,得到2002—2013年期间高亚洲地区更为可靠的Mascon质量变化.高亚洲冰川质量变化的空间特征... 利用高亚洲地区32个Mascon,基于GRACE RL05时变重力场模型频域和空域上的两种计算方法有效分离并提取出高亚洲冰川及其毗邻地区的等效水质量变化,得到2002—2013年期间高亚洲地区更为可靠的Mascon质量变化.高亚洲冰川质量变化的空间特征是:青藏高原内陆地区以正增长为主,边缘地区以负增长为主,在藏东南的最边缘地区冰川质量损失最为严重.天山地区、帕米尔和昆仑山地区、喜马拉雅山和喀喇昆仑山地区、青藏高原内陆地区冰川质量的平均变化趋势分别为-2.8±0.9Gt/a、-3.3±1.5Gt/a、-9.9±2.1Gt/a和5.0±0.8Gt/a,高亚洲冰川质量整体的平均变化趋势为-11.0±2.9Gt/a.印度等北部平原地区地下水平均变化趋势为-35.0±4.2Gt/a,该地区地下水信号泄漏是影响GRACE研究高亚洲冰川质量变化的关键因素,频域法和空域法能有效改正该地区地下水信号泄漏的影响. 展开更多

关键词 GRACE 高亚洲 冰川质量变化 频域 空域 Mascon 信号泄漏

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基于星载激光测高估计南极冰盖高程变化 被引量：5

4

作者 史红岭 陆洋 +2 位作者 朱传东 高春春 杜宗亮 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2015年第3期449-452,共4页

利用NSIDC公布的ICESat运行期间的19个任务期的观测数据,采用重复轨迹分析方法估计近年来南极冰盖高程的时空变化。结果表明,南极大陆冰盖整体上呈现消融趋势,基于不同的GIA模型和ICESat激光测高数据的南极大陆冰盖高程变化的趋势约为-1... 利用NSIDC公布的ICESat运行期间的19个任务期的观测数据,采用重复轨迹分析方法估计近年来南极冰盖高程的时空变化。结果表明,南极大陆冰盖整体上呈现消融趋势,基于不同的GIA模型和ICESat激光测高数据的南极大陆冰盖高程变化的趋势约为-1.17^-1cm/a。 展开更多

关键词 南极冰盖 高程变化 卫星激光测高 重复轨迹分析 冰后回弹

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罗斯海和普里兹湾海域海冰范围变化对比分析 被引量：7

5

作者 刘帅斌 周春霞 王泽民 《极地研究》 CAS CSCD 2016年第2期228-234,共7页

海冰范围的变化对气候变化、生态系统以及人类活动都会产生重大的影响,近年来极地海冰范围的变化受到广泛关注。对南极罗斯海与普里兹湾海域海冰范围进行时间序列分析,研究发现海冰范围季节性变化在罗斯海与普里兹湾海域差异较大,罗斯... 海冰范围的变化对气候变化、生态系统以及人类活动都会产生重大的影响,近年来极地海冰范围的变化受到广泛关注。对南极罗斯海与普里兹湾海域海冰范围进行时间序列分析,研究发现海冰范围季节性变化在罗斯海与普里兹湾海域差异较大,罗斯海地区表现出"快速缩小、迅速扩大"的特性,普里兹湾海域表现出"快速缩小、缓慢扩大"的特性。两地区的海冰范围在年际变化上都表现出扩大的趋势,2003—2014年罗斯海地区海冰变化趋势为(1.39±1.12)×104km2·a^(-1),普里兹湾海域海冰变化趋势为(0.61±0.26)×104km2·a^(-1)。罗斯海地区夏季的年际变化为减少趋势。 展开更多

关键词 海冰范围 罗斯海 普里兹湾

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基于GRACE数据的格陵兰冰盖质量变化研究 被引量：5

6

作者 朱传东 陆洋 +4 位作者 史红岭 张子占 杜宗亮 涂弋 高春春 《海洋测绘》 2013年第4期27-30,34,共5页

基于GRACE得到的时变地球重力场数据反演了格陵兰冰盖2002～2011年期间的质量变化。结果表明:格陵兰冰盖2002～2011年的年消融总量为188±10km3/a,2002年以来冰盖整体的消融速率呈现出增加趋势;冰盖的消融区域主要集中在冰盖的东南... 基于GRACE得到的时变地球重力场数据反演了格陵兰冰盖2002～2011年期间的质量变化。结果表明:格陵兰冰盖2002～2011年的年消融总量为188±10km3/a,2002年以来冰盖整体的消融速率呈现出增加趋势;冰盖的消融区域主要集中在冰盖的东南部和西北部;自2008年以来,冰盖东南部的消融速率虽然有所放缓,但消融速率仍然维持在55±7km3/a;冰盖西北部的消融速率仍在增加,2008年以后达到了48±6km3/a。 展开更多

关键词 GRACE 时变重力场 格陵兰冰盖 冰川消融 质量变化

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基于GRACE数据估计近年喜马拉雅冰川质量变化 被引量：2

7

作者 史红岭 陆洋 +2 位作者 高春春 朱传东 杜宗亮 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2015年第4期636-639,644,共5页

基于CSR发布的GRACE时变重力场模型RL05数据,在频域上计算得到2002～2014年喜马拉雅山冰川质量变化。扣除GIA和水文模型影响后,喜马拉雅地区的冰川质量变化整体上呈现加速消融的趋势,消融速率约为-8.26±4.61Gt/a,加速度约为-3.54&#... 基于CSR发布的GRACE时变重力场模型RL05数据,在频域上计算得到2002～2014年喜马拉雅山冰川质量变化。扣除GIA和水文模型影响后,喜马拉雅地区的冰川质量变化整体上呈现加速消融的趋势,消融速率约为-8.26±4.61Gt/a,加速度约为-3.54±1.25Gt/a2。 展开更多

关键词 GRACE 时变重力场 喜马拉雅山区 Mascon 冰川质量变化

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不同月海冰边界提取算法对南极海冰变化的影响分析

8

作者 石中玉 庞小平 +2 位作者 赵羲 程子桉 季青 《极地研究》 CAS CSCD 2016年第2期287-294,共8页

海冰与海水的交界地带是海-冰-气相互作用的重要区域,其变化会影响海洋生物栖息地的联通状态和海洋、大气的交换,确定海冰边界对于分析海冰动态变化具有重要意义[1-2]。被动微波传感器为长期监测海冰变化提供了大尺度的连续观测数据。... 海冰与海水的交界地带是海-冰-气相互作用的重要区域,其变化会影响海洋生物栖息地的联通状态和海洋、大气的交换,确定海冰边界对于分析海冰动态变化具有重要意义[1-2]。被动微波传感器为长期监测海冰变化提供了大尺度的连续观测数据。从经典统计、随机集理论出发,应用三种由被动微波日均海冰密集度数据提取月均海冰边界的方法,分析三种月均边界的差异,以及不同月均边界提取方法对海冰长期变化分析的影响。 展开更多

关键词 海冰边界 均值方法 随机集Hausdorff距离 海冰变化

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基于改进NCC算法的东南极极记录冰川流速提取研究 被引量：7

9

作者 牛牧野 周春霞 刘婷婷 《极地研究》 CAS CSCD 2016年第2期243-249,共7页

南极冰川的流速在南极物质平衡研究中有着重要的作用。将SIFT算子的旋转参数引入传统的基于归一化互相关(NCC)的冰川流速提取方法,使其拥有旋转不变的特性。利用此方法,基于Landsat 8 OLI数据对东南极的极记录冰川流速进行了提取,并通... 南极冰川的流速在南极物质平衡研究中有着重要的作用。将SIFT算子的旋转参数引入传统的基于归一化互相关(NCC)的冰川流速提取方法,使其拥有旋转不变的特性。利用此方法,基于Landsat 8 OLI数据对东南极的极记录冰川流速进行了提取,并通过利用模拟影像和NASA发布的MEa SUREs冰川流速结果对该方法的精度进行了验证。结果表明,改进的NCC算法能够在冰川流速方向改变区域提取更多的流速信息,极记录冰川流速最大可达870m·a^(-1),提取结果与MEa SUREs结果相比,平均偏差为23.9 m·a^(-1)。 展开更多

关键词 极记录冰川 冰川流速 归一化互相关 旋转不变性

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基于海冰密集度遥感数据的波弗特海海冰时空变化研究 被引量：5

10

作者 刘玥 庞小平 +2 位作者 赵羲 苏楚钦 季青 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期163-174,共12页

采用美国冰雪数据中心(NSIDC)的日尺度与月尺度海冰密集度数据,将海冰密集度为15%作为阈值确定海冰外缘线位置,提取波弗特海海域的海冰外缘线,计算波弗特海的海冰密集度、海冰范围与海冰面积,然后通过海冰范围与海冰外缘线的年际变化与... 采用美国冰雪数据中心(NSIDC)的日尺度与月尺度海冰密集度数据,将海冰密集度为15%作为阈值确定海冰外缘线位置,提取波弗特海海域的海冰外缘线,计算波弗特海的海冰密集度、海冰范围与海冰面积,然后通过海冰范围与海冰外缘线的年际变化与季节变化来分析波弗特海海冰外缘线退缩的时空变化特征与趋势。实验结果表明,1978—2015年波弗特海的海冰密集度、海冰范围与海冰面积整体变化趋势一致,减少趋势显著。37年来,海冰密集度平均每年减少约0.3%,海冰范围平均每年减少3 235 km2,海冰面积平均每年减少5 084 km2。海冰密集度在1979—1996年无明显减少趋势,1996—2015年减少趋势明显。波弗特海海冰范围一般在9月达到最小值,在11月至次年5月维持在最大值(全冰覆盖状态);海冰面积一般在9月达到最小值,在12月或者1月达到最大值。海冰范围最小值出现时间有延迟的趋势,全冰覆盖状态具有起始时间越来越晚、终止时间越来越早、持续时间越来越短的趋势,平均持续天数为212 d。 展开更多

关键词 波弗特海 被动微波遥感 海冰范围 海冰密集度 时空变化

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北极海冰密度变化分析及其对海冰厚度估算的影响 被引量：4

11

作者 李冰洁 庞小平 季青 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期258-266,共9页

海冰密度是海冰和气候模型的重要物理变量,也是利用卫星测高数据估算海冰厚度的关键参数。目前各国北极科学考察虽开展了海冰物理观测,但对近期北极海冰密度现场观测资料的综合分析和挖掘应用不足。在此背景下,收集了近15年来北极海冰... 海冰密度是海冰和气候模型的重要物理变量,也是利用卫星测高数据估算海冰厚度的关键参数。目前各国北极科学考察虽开展了海冰物理观测,但对近期北极海冰密度现场观测资料的综合分析和挖掘应用不足。在此背景下,收集了近15年来北极海冰密度现场观测资料,分析北极海冰密度的变化特征;对海冰密度实测数据进行克里金插值,将插值结果输入静力平衡方程模型计算海冰厚度,探讨海冰密度对海冰厚度卫星测高反演的影响。结果表明,2000—2015年北极海冰密度变化范围为750—950 kg·m^–3,1—9月海冰密度总体上随月份变化呈减小的趋势;6—9月北极海冰密度随着纬度的增加而减少(75°N—90°N);通过对比分析表明,相较于使用海冰密度固定值参与估算海冰厚度,采用经现场观测数据空间插值后的海冰密度估算海冰厚度的结果更为准确。北极海冰密度现场观测资料的整理分析可为海冰与气候变化等进一步研究提供参考。 展开更多

关键词 海冰密度 现场观测 变化分析 海冰厚度

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1979-2018年南极海冰边缘区范围时空变化研究 被引量：4

12

作者 刘玥 庞小平 +2 位作者 赵羲 霍瑞 刘闯 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期508-517,共10页

南极海冰边缘区是海洋-大气的重要交换区,也是海洋生物的重要栖息地,其年际变化、季节性变化和区域差异显著影响着全球海洋和大气环境。基于美国国家冰雪数据中心1979—2018年的海冰密集度数据集,本研究将海冰密集度15%~80%作为阈值确... 南极海冰边缘区是海洋-大气的重要交换区,也是海洋生物的重要栖息地,其年际变化、季节性变化和区域差异显著影响着全球海洋和大气环境。基于美国国家冰雪数据中心1979—2018年的海冰密集度数据集,本研究将海冰密集度15%~80%作为阈值确定海冰边缘区,通过边缘区范围的年际变化、季节性变化来分析整个南极及其5个子区域的海冰边缘区范围时空变化特征与趋势。研究结果表明,南极海冰边缘区所在的位置并不稳定,大部分边缘区海冰出现的频次小于20年。40年间南极海冰边缘区范围呈略微减少趋势,减少速度为(5.8±2.6)×10^(3) km^(2)·a^(–1)。边缘区平均纬度并没有明显偏移趋势。此外南极海冰边缘区范围和平均纬度呈现稳定的季节性周期变化,边缘区范围于2月达到最小值,在3—11月缓慢增长,12月到达最大值后迅速下降。边缘区平均纬度通常在9月到达最北端,2月到达最南端。此外,5个地理分区中威德尔海扇区的边缘区范围最大,波动最明显,平均纬度最偏北。5个分区的年平均边缘区范围和平均纬度的变化趋势在1979—2018年间整体较为平缓,但是边缘区范围和平均纬度的变化趋势分别在1979—1988年间和1999—2018年间最为明显。 展开更多

关键词 海冰边缘区 海冰密集度 海冰范围 时空变化 南极

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南极冰盖接地线研究综述 被引量：2

13

作者 常沛 周春霞 雷皓博 《极地研究》 CAS CSCD 2017年第3期305-313,共9页

接地线是内陆固定冰盖和漂浮冰架的分界线,其位置的准确界定直接影响到南极冰盖物质平衡的计算。随着技术的发展,接地线的提取手段已经逐步从小范围的实地无线电回波测厚和GPS探测,发展到大范围的遥感观测。遥感观测主要包括4种技术手段... 接地线是内陆固定冰盖和漂浮冰架的分界线,其位置的准确界定直接影响到南极冰盖物质平衡的计算。随着技术的发展,接地线的提取手段已经逐步从小范围的实地无线电回波测厚和GPS探测,发展到大范围的遥感观测。遥感观测主要包括4种技术手段,即流体静力学平衡、坡度分析、重复轨道分析以及差分干涉测量。以遥感观测为基础,国际上已发布5种全南极接地线产品,包括MOA、ASAID、ICESat、MEaSUREs以及Synthesized接地线产品。随着卫星数据源的丰富,改进接地线提取方法并高精度提取接地线,扩大接地线研究的时间尺度并对全南极进行长时序的接地线动态变化监测,结合冰架底部消融、冰底地形和海洋温度等参数,深入分析其变化原因和机制以及接地线变化与气候变化相互关系的建模等,将会成为南极接地线研究的新热点。 展开更多

关键词 南极冰盖 接地线 接地区域 遥感观测

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基于多源遥感数据的中山站附近地区冰架和冰川变化监测 被引量：5

14

作者 刘芮希 周春霞 梁琦 《极地研究》 CAS CSCD 2017年第4期446-453,共8页

南极冰架和冰川的变化是全南极动态变化的主要过程之一。利用MODIS L1B级250 m分辨率数据和Landsat陆地卫星15 m分辨率数据,针对不同尺度试验区域,分别监测2000—2016年间中山站附近地区的埃默里冰架、极时代冰川、极记录冰川和达尔克... 南极冰架和冰川的变化是全南极动态变化的主要过程之一。利用MODIS L1B级250 m分辨率数据和Landsat陆地卫星15 m分辨率数据,针对不同尺度试验区域,分别监测2000—2016年间中山站附近地区的埃默里冰架、极时代冰川、极记录冰川和达尔克冰川的动态变化过程,并对试验区的动态变化进行分析。结果表明,埃默里冰架在近16年间一直处于向外扩展状态,前缘年扩展速率和扩展面积量较为稳定;极时代和极记录冰川不断向海洋流动,极时代冰川于2007年发生大型崩解,而极记录冰川前端的冰山在2014年发生崩解,冰山面积逐年递减,于2016年完全漂离冰川前缘;达尔克冰川则在监测年份内呈现出了交替性扩展和崩解的变化规律。 展开更多

关键词 冰架 冰川 中山站 MODIS LANDSAT 变化监测

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北极海冰薄冰厚度遥感反演模型的船测验证 被引量：5

15

作者 马雪沂 赵羲 +1 位作者 屈猛 程子桉 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期431-440,共10页

利用美国科考船Sikuliaq在2015年10月至11月初在北极波弗特海区域获得的512处船测海冰数据,分别对三种不同雪厚参数的MODIS (Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)热力学反演冰厚模型、德国汉堡大学和不莱梅大学发布的SMOS (... 利用美国科考船Sikuliaq在2015年10月至11月初在北极波弗特海区域获得的512处船测海冰数据,分别对三种不同雪厚参数的MODIS (Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)热力学反演冰厚模型、德国汉堡大学和不莱梅大学发布的SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity mission)海冰厚度产品进行精度验证。结果表明,将船测雪厚作为反演模型中的雪厚参数,得到薄冰厚度与船测薄冰厚度的平均偏差为0.02m,均方根误差为0.12 m,两者均为三种模型中最低而被认为是最优模型。不考虑雪厚的裸冰冰厚模型得到的薄冰厚度与船测薄冰厚度的相关系数为0.72,相关性最高但只适用于冰上无雪盖的情况。以经验雪厚关系推算出的雪厚参数加入反演模型中,得到的冰厚结果在研究验证中精度最不理想。另外,两种SMOS产品与船测冰厚的相关性与均方根误差结果优于MODIS反演结果,且不莱梅大学的SMOS冰厚产品精度更优。因此研究认为现有的MODIS薄冰厚度反演算法的反演精度有待提高,暂不适合作为评定其他薄冰厚度产品精度的标准,只能作为比较数据。 展开更多

关键词 海冰厚度 走航观测 MODIS SMOS

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