2002_2011年新疆积雪时空分布特征研究_娄梦筠_刘志红_娄少明_等
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冰 川 冻 土
J OUR NA L O F G L A C I O L O G Y AN D G E O C R Y O L O G Y
V o l . 3 5 N o . 5 O c t . 2 0 1 3
: / d o i 1 0. 7 5 2 2 0 2 4 0. 2 0 1 3. 0 1 2 3 . i s s n. 1 0 0 0 - j , , [ ] L o u M e n u n, L i u Z h i h o n L o u S h a o m i n e t a l. T e m o r a l a n d s a t i a l d i s t r i b u t i o n o f s n o w c o v e r i n X i n i a n f r o m 2 0 0 2t o 2 0 1 1 J . J o u r n a l g y g g p p j g , ( ) : [ ] 娄梦筠 ,刘志红 ,娄少明 ,等 . o f G l a c i o l o a n d G e o c r o l o 2 0 1 3, 3 5 5 1 0 9 5-1 1 0 2. 2 0 0 2-2 0 1 1 年新疆积雪时空分布特征研究 [ J .冰 g y y g y ( ) : ] 川冻土 , 2 0 1 3, 3 5 5 1 0 9 5-1 1 0 2.
] 2 0-2 1 雪[ .
图1 0 0 2-2 0 1 1 年夏季积雪和云像元个数 2 变化 ( 1 9-3 2期) F i . 1 g i x e l s V a r i a t i o n s o f o f s n o w a n d c l o u d i n s u mm e r p ) 2 0 0 2t o 2 0 1 1( 1 9 t h t o 3 2 t h f r o m
4 于 1×1 个的几期数据 ,再从中选出积雪像元个数 0
布在最高峰托木尔峰及较近的次高峰汗腾格尔峰的
2 ,而在博格达峰 永久性积雪面积达到 2 3 9 3. 2 4k m 2 ,其余的则分 布 的永久性积雪面积仅有 6 5. 9 0k m
最少的一期 , 1 0a共1 0 期 ,取积雪像元的交集进行 永久性积 雪 的 提 取 . 图 1 即 为 2 0 0 2-2 0 1 1年夏季 积雪和云覆盖的统计图 . 所选 取 的 1 0期数据是2 0 0 2年第2 8 期、 2 0 0 3 年第 2 9 期 、2 0 0 4年第2 9 期 、2 0 0 5年第2 6 期、
2 0 0 6年第2 7 期、 2 0 0 7年第2 8 期、 2 0 0 8年第2 7 期、 2 0 0 9 年第 2 8期、 2 0 1 0年第2 9期和2 0 1 1年第 3 0 期 . 通过 栅 格 运 算 ,得 到 永 久 性 积 雪 像 元 个 数 为4 9 6 6 4 个 ,最 后 得 到 新 疆 永 久 性 积 雪 的 面 积 为
研究了天山山区积雪的分布特征 ,表
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明2 0 0 0-2 0 0 6年天山山区积雪年际变化略呈上升 趋势 ; B r o d z i k等 利用可见光遥感数据和被动 微 波遥感数 据 研 究 了 北 半 球 积 雪 面 积 的 长 年 变 化 情 况 ,发现两种数据均显示北半球积雪呈现减少的趋
摘 要 :基于 2 0 0 2-2 0 1 1 年的 MO D I S 积雪产品数据 ,对 新 疆 积 雪 的 年 际 变 化 特 征 、年 内 变 化 特 征 及 空间分布特征进行了分 析 . 结 果 表 明 :年 内 积 雪 从 1 0 月 中 旬 开 始 建 立 ,于 1 月 面 积 达 到 最 大 , 7月面 积达到最小 . 其中 ,冬季积雪面积所占比例最大 ,夏 季 最 小 . 2 0 0 2-2 0 1 1年新疆积雪面积总体上呈减 少 趋势 .其中 ,春季和冬季为减少趋势 ;夏季的积雪由于其基本上都是高海拔的永久性积雪 ,故比较稳 定 ,变化趋势不明显 ;秋季为上 升 趋 势 . 新 疆 积 雪 空 间 分 布 极 不 均 匀 ,北 疆 积 雪 分 布 明 显 多 于 南 疆 . 山区为积雪覆盖频次的高值区 ,盆地为 积 雪 覆 盖 频 次 的 低 值 区 . 永 久 性 积 雪 在 阿 尔 泰 山 脉 分 布 较 少 , 主要分布在天山山脉和昆仑山脉 . 就永久性积雪 面 积 而 言 ,分 布 在 海 拔 5 0 0 0~6 0 0 0 m 的 面 积 最 大, 其次是海拔 4 0 0 0~5 0 0 0m,再次是海拔 6 0 0 0~7 0 0 0m. ;积雪分布 ;永久性积雪 ;积雪覆盖频次 ;新疆 关键词 :积雪覆盖面积 ( S C A)
冰 川 冻 土 1 0 9 6
] 1 2-1 8 流模 拟 [ 等 方 面 得 到 了 广 泛 应 用 . 目 前 ,用 于
5卷 3
积雪提取的数据主 要 是 MO D I S 积 雪 产 品 数 据 .黄
1 9] 晓东等 [ 对 MO D I S 积雪产品在北疆牧区的精度进 行了验证 ,并表明 MO D 1 0 A 2 积雪分类产品反映了
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、暴风雪
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、雪崩
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和融雪性
等灾害也频繁发生 ,造成了严重的 后 果 . 因
研究了玛纳斯河流域年际变化
此 ,人们对于积雪的研究越来越多 . 目前 ,关 于 积 雪 的 长 期 变 化 问 题 已 有 不 少 研 究 ,窦燕等
[ 6]
和年内分配状况 ,结果表明了初雪日的推迟和积雪 日数减短的趋势 . 当前对新疆积雪的研究 ,普遍存 在时间序列较短或研究范围较小的问题 ,而且积雪 变化也存在较大的空 间 差 异 ,所 以 ,关 于 新 疆 积 雪 的变化趋势还有待进一步研究讨论 . 遥感技术具有实时性和空间性 ,在积雪信息提 取与 制 图 、积 雪 变 化 趋 势 监 测 、灾 害 监 测 、融 雪 径
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势 ;车涛等
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的研究表明 1 9 9 3-2 0 0 2 年我国 积 雪
储量没有明显的减少或增加趋势 ,但是存在年际间 的波动 . 新疆作为我国的稳定积雪区 ,是冬季积雪 储量较多的地区之一 ,围绕新疆积雪的研究持续不 断 .李培基
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在2 0 0 1 年曾 指 出 :近 5 0a 来 ,新 疆
+ 中图分类号 : P 4 2 6. 6 3 5
文献标识码 :A
0 引言
积雪在构成地球冰冻圈的所有类别中覆盖面积 最大 ,它的 存 在 根 本 性 的 改 变 了 下 垫 面 的 原 有 状 况 . 因其高反射率 、高相变潜热和不良热传导等特 性 ,大范围积雪会对全球气候变化和地表能量平衡 产生影响 . 积雪的分布情况和储量多少还直接决 定着区域水文循环 ,积雪水资源对河流的补给作用
2 新疆积雪空间分布特征
2. 1 永久性积雪的空间分布 由于永久性积雪 出 现 在 夏 季 ,所 以 , 选取2 0 0 2 -2 0 1 1 年 每 年 MO D I S积雪产品数据中的第1 9期 ,每年总计 1 即5月2 -第3 2 期( 5 日 -9 月 6 日 ) 4 期 . 统计 1 4 0 期数据 ,得出每一期数据的平均积雪 像元为 2 9×1 0 个 .所 以 ,从 每 年 的 数 据 中 挑 选 出
4
图2
新疆永久性积雪分布
e r m a n e n t F i . 2 S a t i a l d i s t r i b u t i o n o f s n o w g p p i n X i n i a n c o v e r j g
图 2 给出了新疆永久性积雪的空间分布 . 可以 看出 ,永久 性 积 雪 在 北 部 的 阿 尔 泰 山 山 脉 分 布 较
轨道 号 为 h 2 3 v 0 4、 h 2 3 v 0 5、 h 2 4 v 0 4、 h 2 4 v 0 5、 h 2 5 v 0 4和 h 2 5 v 0 5 的 6 块 数 据 覆 盖 了 整 个 新 疆 ,从 2 0 0 2 年 1 月 1 日至 2 0 1 1年1 2月2 7日共4 5 8景影 像数据 . 为了方便 积 雪 面 积 的 计 算 ,对 MO D I S数 据进行拼接及投影转换 ,并基于新疆的行政边界剪 裁得到新疆积雪数据 .
冬季变暖十分显著 ,但积雪并未出现持续减少的现 象 ,而且 ,积雪长期变 化 表 现 为 显 著 的 年 际 波 动 过 程叠加在长期 缓 慢 的 增 加 趋 势 之 上 ;穆 振 侠 等
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在我国西北干旱地区显得极为重要 . 近年来 ,由积 雪 引发的牧区雪灾 洪水
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得出 2 0 0 1-2 0 0 8年天山西部山区积雪覆盖面积显 现出波动减少的趋势 ,并与植被覆盖变化存在一定 关系 ;陈晓娜等
2 ,其 主 要 集 中 在 中 部 的 天 山 山 少 ,只有 5 3. 6 7k m 2 ,以及南部的昆 仑 山 脉 ,总面积约为 3 9 2 0. 3 4k m 2 山脉 ,总面积约为 6 6 8 5. 1 6k m . 天山山 脉 中 ,分
积雪像元个数低于该平均值的几期影像 ,云的像元 个数在积雪像元个数越少的条件下也应该尽可能的 少 ,通过衡量云的像 元 个 数 ,选 出 云 的 像 元 个 数 低
2 0 0 2-2 0 1 1 年新疆积雪时空分布特征研究
2 , 刘志红1* , 娄少明3, 戴 睿1 娄梦筠1, ( 1.成都信息工程学院 资源环境学院 ,四川 成都 6 1 0 2 2 5; 2.新疆兴农网信息中心 ,新疆 乌鲁木齐 8 3 0 0 0 2; ) 3.乌鲁木齐气象卫星地面站 ,新疆 乌鲁木齐 8 3 0 0 1 1
2 1 0 6 6 0. 8 7k m .
8d 内 最 大 的 积 雪 覆 盖 范 围 ,具 有 较 高 的 积 雪 分 类 精度 ,平均积雪识别率为 8 7. 3 9% ,可较好地 消 除 云层对地表积雪分类的 影 响 . 本 文 利 用 MO D I S遥 感数据 ,研 究 2 0 0 2-2 0 1 1年新疆地区的积雪时空 分布变化 ,并提取出永久性积雪 .