全球變暖背景下近十年來北極海冰變化分析

【摘要】：在全球變暖背景下,北極海冰,特別是夏季海冰覆蓋范圍不斷縮小。北極海冰的變化與全球和區(qū)域氣候、生態(tài)系統(tǒng)和人類活動密切相關(guān)。自從上世紀(jì)70’年代來,隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展,被動微波由于受云雨天氣影響較小,并且不受北極極晝極夜現(xiàn)象限制,具有其他頻段不可替代的優(yōu)勢,成為長期快速獲取北極冰情的主要技術(shù)方法。高級微波掃描輻射計(jì)(AMSR-E)自2002年運(yùn)行以來獲取了北極地區(qū)每天的高分辨89GHz兩種極化方式的亮溫數(shù)據(jù),可以用來計(jì)算海冰的密集度參數(shù)。本文利用從2002年6月到2011年2月期間北極地區(qū)的6.25千米分辨率海冰密集度數(shù)據(jù),計(jì)算每天的海冰邊緣線面積和海冰面積,用這兩種面積參數(shù)去計(jì)算分析北極海冰的變化特征和變化趨勢。將北極整體海冰分為長期冰和季節(jié)性冰。長期冰主要由多年冰構(gòu)成,在一年中夏季海冰融化末期仍然保留；季節(jié)性冰主要由一年冰構(gòu)成,在夏季融化末期全部融化。通過對長期冰和季節(jié)性冰邊緣線范圍內(nèi)的密集度數(shù)據(jù)進(jìn)行地圖代數(shù)運(yùn)算,分析長期冰和季節(jié)性海冰的空間變化趨勢。主要研究結(jié)果如下： (1)2002年到2010年10年間北極海冰邊緣線面積的減小速度為82800平方千米每年。除春季外,其他季節(jié)的海冰面積的減小速度都大于海冰邊緣線面積的減少速度,說明在這些季節(jié)里隨著海冰邊緣線面積的減少,邊緣線范圍內(nèi)的海冰密集度也在減小。 (2)根據(jù)海冰邊緣線面積距平的正負(fù)來分,2003、2004年的冰情相對較重,為正距平。2007年為負(fù)距平年份,冰情為這些年份中最輕的。2005、2006、2008、2009和2010年為正距平和負(fù)距平交替出現(xiàn)的年份,說明這些年份的冰情較為居中。 (3)長期冰減少的區(qū)域主要在北冰洋周圍的波弗特海、楚科奇海、東西伯利亞海、拉普貼夫海、喀拉海以及由這些邊緣海向北極方向延伸的北冰洋的廣大區(qū)域,其次是喀拉海部分與大陸相接海域和伊麗莎白女皇群島周圍的海域。在長期冰減少的同時,長期冰減少的區(qū)域變?yōu)榧竟?jié)性冰覆蓋區(qū)域。除了由于長期冰的減少導(dǎo)致季節(jié)性冰增加之外,格陵蘭島西海岸的戴維斯海峽、白令海以及鄂霍次克海北部的季節(jié)性海冰也出現(xiàn)了增多。格陵蘭島東海岸的格陵蘭海、巴倫支海部分海域、波羅的海和鄂霍次克海的南部海域季節(jié)性海冰出現(xiàn)了減少的趨勢。 (4)2003-2010年間北極年平均海冰邊緣線面積與年平均氣溫呈現(xiàn)強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為-0.81。 【關(guān)鍵詞】：海冰變化 海冰密集度 被動微波遙感 AMSR-E 北極
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：P731.15
【目錄】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 中文圖表目錄8-10
• 英文圖表目錄10-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 研究背景及選題依據(jù)12-15
• 1.1.1 研究意義12-14
• 1.1.2 極地被動微波遙感的發(fā)展14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展15-18
• 1.2.1 國外研究進(jìn)展15-17
• 1.2.2 國內(nèi)研究進(jìn)展17-18
• 1.3 本文研究內(nèi)容概況18-22
• 1.3.1 研究區(qū)域簡介18-19
• 1.3.2 研究目標(biāo)19-20
• 1.3.3 研究主要內(nèi)容20
• 1.3.4 論文組織結(jié)構(gòu)20-22
• 第2章 被動微波遙感相關(guān)理論及AMSR-E介紹22-27
• 2.1 亮溫22
• 2.2 電磁波的極化特征22-23
• 2.3 極地被動微波遙感的特性23-24
• 2.4 AMSR-E24-27
• 第3章 計(jì)算海冰密集度的ASI算法及其產(chǎn)品驗(yàn)證27-36
• 3.1 ASI(ARTIST SEA ICE)算法27-30
• 3.1.1 ASI算法的推導(dǎo)27-29
• 3.1.2 ASI算法的優(yōu)點(diǎn)29-30
• 3.2 ASI(ARTIST SEA ICE)算法密集度數(shù)據(jù)驗(yàn)證30-36
• 3.2.1 與NIC(US National Ice Center)數(shù)據(jù)的比較驗(yàn)證30-33
• 3.2.2 與實(shí)地觀測數(shù)據(jù)的比較驗(yàn)證33-36
• 第4章 北極海冰十年來變化趨勢分析36-49
• 4.1 北極海冰邊緣線面積趨勢分析38-40
• 4.2 北極海冰而積變化趨勢分析40-42
• 4.3 北極與南極海冰變化趨勢的對比42-45
• 4.4 北極海冰邊緣線面積距平45-49
• 第5章 北極長期冰和季節(jié)性冰的變化49-58
• 5.1 北極長期冰變化分析49-53
• 5.2 北極季節(jié)性冰變化分析53-55
• 5.3 北極海冰變化相關(guān)因素55-58
• 第6章 結(jié)論與展望58-61
• 6.1 結(jié)論58-59
• 6.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-68
• 致謝68-69

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