东北地理所在积雪参数遥感反演及其时空动态变化研究方面取得系列进展
积雪在全球水文循环和气候系统中起着重要作用,它是河流与地下水的主要补给来源,积雪表面的高反射率以及雪层的绝热效应显著地影响着全球地表能量交互。积雪参数(雪深和积雪覆盖度)是气候和水文模型模拟的重要参数,因此,准确的积雪参数遥感反演和全面的积雪参数时空变化监测对于了解气候系统和寒区水资源管理至关重要。
东北地区是我国重要的积雪区之一,积雪对于东北地区的农牧业生产具有重要影响。但现有的积雪遥感产品存在时间序列短,反演精度低,空间分辨率粗等问题,难以提供高精度,精细尺度和长时间序列的积雪参数数据集。为了解决这一问题,东北地理所微波遥感团队基于多源遥感数据,建立了考虑多因素影响的雪深反演模型和积雪覆盖度模型,充分考虑了冬季积雪特性变化以及森林的影响。最终生产了东北地区首套高精度,高空间分辨率和长时间序列的雪深数据集(FSDM)和积雪覆盖度数据集(NCFSC),进而揭示了东北地区积雪参数在1980-2020期间的时空变化规律:东北地区的积雪覆盖度呈显著下降趋势(每十年下降1.7%,p < 0.05),其中农田下垫面的积雪覆盖度下降速度最快,为每十年下降2.0% (p < 0.05),积雪面积从1980年的1.55 105 km2减少到2020年的1.19 105 km2,减少了约20%。对于雪深而言,东北地区的雪深在过去40年间呈不显著地增加趋势 (0.029 cm/yr,p > 0.05)。总体上,FSDM和NCFSC数据集的生产可以对东北地区的水文研究和气候变化提供科学依据和决策支持。
图1. 东北地区雪深的时空分布
图2. 东北地区积雪覆盖度的时间变化
相关文章发表在国际期刊《Journal of Hydrology》和《International Journal of Digital Earth》上。由中国科学院东北地理所与农业生态研究所卫颜霖博士研究生(第一作者)、李晓峰研究员(通讯作者)等人完成。研究依托中国科学院长春净月潭遥感实验站开展工作,并得到中国科学院A类战略性先导科技专项课题 (XDA28110502), 国家自然科学基金(41871248),长春市科技发展计划项目(21ZY12),科技基础资源调查专项“中国积雪特征及分布调查”项目(2017FY100501)联合资助。
论文信息如下:
1.Wei, Y., Li, X., Gu, L., Zheng, Z., Zheng, X., & Jiang, T. (2023). Significant decreasing trends in snow cover and duration in Northeast China during the past 40 years from 1980 to 2020. Journal of Hydrology, 130318. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2023.130318.
2.Wei, Y., Li, X., Gu, L., Zheng, X., & Jiang, T. (2023). A novel fine-resolution snow depth retrieval model to reveal detailed spatiotemporal patterns of snow cover in Northeast China. International Journal of Digital Earth, 16(1), 1164-1185. DOI: https://10.1080/17538947.2023.2196446.
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