【摘要】：海冰是冰凍圈的重要組成部分,它能通過(guò)影響海洋和大氣的熱力和質(zhì)量交換顯著影響全球海洋和大氣環(huán)境。而海冰邊緣區(qū)是開(kāi)闊水域和浮冰的交界區(qū),準(zhǔn)確確定海冰邊緣區(qū)和海冰邊界的位置是進(jìn)行估算南北極海冰范圍和面積變化趨勢(shì)的必要前提。被動(dòng)微波海冰密集度產(chǎn)品是用來(lái)分析長(zhǎng)時(shí)間序列海冰范圍和面積變化的主要數(shù)據(jù)源,但是存在分辨率較低、不同傳感器或者算法獲得的密集度精度有差異等問(wèn)題,因此需要對(duì)不同的被動(dòng)微波海冰密集度產(chǎn)品在海冰邊界處的精度進(jìn)行評(píng)估。船航行觀測(cè)數(shù)據(jù)、高分辨率光學(xué)影像數(shù)據(jù)和SAR影像數(shù)據(jù)可以作為精度驗(yàn)證數(shù)據(jù)。15%密集度是國(guó)際公認(rèn)的從被動(dòng)微波海冰密集度產(chǎn)品上劃分海冰邊界的閾值,但關(guān)于這個(gè)閾值在各個(gè)傳感器和海冰密集度產(chǎn)品中的有效性和普適性還需要利用高分辨率的匹配影像來(lái)提取海冰邊界加以驗(yàn)證。本文基于ASPeCt船測(cè)規(guī)則,從MODIS影像上提取模擬船測(cè)海冰邊界,將AMSR2的ASI和BST海冰密集度產(chǎn)品確定的邊界與模擬船測(cè)海冰邊界進(jìn)行比較。之后加入SMOS海冰厚度數(shù)據(jù)、美國(guó)國(guó)家冰中心冰情圖、Radarsat2影像和OSI-SAF海冰邊界產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比分析。本文的研究結(jié)果分為以下幾個(gè)方面:(1)北極和南極模擬船測(cè)海冰邊界處ASI的平均海冰密集度分別為10.5%和10.3%,BST的平均海冰密集度在北極和南極分別為23.6%和27.3%,并且ASI和BST的平均海冰密集度都是夏季低于冬季。ASI在邊緣區(qū)低估海冰密集度,BST則會(huì)高估海冰密集度。比較了三種海冰邊界處海冰厚度的平均值,發(fā)現(xiàn)15%ASI海冰邊界,15%BST海冰邊界和模擬船測(cè)海冰邊界處的海冰厚度的平均值分別為8.0cm,5.3cm和6.6cm。(2)冰情圖會(huì)高估海冰密集度,易將海冰邊緣區(qū)的海水判斷成為海冰,高估了海冰的范圍。冰情圖的海冰邊界的范圍與ASI海冰邊界之間的差異夏季大于冬季,并且在夏季的部分區(qū)域相差程度很大(最多達(dá)到50km)。(3)OSI-SAF的海冰邊界與模擬船測(cè)和被動(dòng)微波產(chǎn)品確定的海冰邊界大多數(shù)情況下較為接近,一般位于15%ASI海冰密集度邊界和15%BST海冰密集度邊界之間。但是在稀疏海冰邊界處OSI-SAF的海冰邊界會(huì)低估海冰密集度因此獲得的海冰邊界靠近海冰一側(cè)。總的來(lái)說(shuō),相比于模擬船測(cè)海冰邊界,AMSR2的ASI海冰密集度產(chǎn)品和OSI-SAF海冰邊界產(chǎn)品會(huì)低估海冰密集度,BST海冰密集度產(chǎn)品會(huì)高估海冰密集度,但它們與模擬船測(cè)海冰邊界都相差不大。而冰情圖會(huì)過(guò)度高估海冰密集度。
【圖文】：

員每隔一小時(shí)對(duì)以船為中心，ｌｋｍ為半徑的海域進(jìn)行觀測(cè)，記錄船只的地理位逡逑置、此處的海冰密集度、海冰厚度、地形特征、浮冰尺寸和三種主要海冰類(lèi)型逡逑等信息，走航記錄表格見(jiàn)圖２．１。其中總的海冰密集度為區(qū)域內(nèi)所有類(lèi)型海冰的逡逑比例，，觀測(cè)以１０％為間隔記錄從０％到１００％的海冰密集度值，其中將南極往南逡逑海冰密集度第一次出現(xiàn)１０％的位置作為海冰邊界。逡逑ｉ＞ｏｙ／Ｐ0ｔ0邋（Ｚ）：逡逑＿邋＿＿Ｓｔ＼邋ＩＣ＇ｉ：邋ＯＢＳＩ：Ｒ邋Ｖ邋＼ＴＫＪＮＳ逡逑ｔ邋Ｏｎｅ邐ＰＲＩＭＡＲＹ邐ＳｌＣＯＳｎＡＥＹ邐�。∑趶�、．邐ＯＷ邋７逡逑■Ｚｔ邋ｄｄ邋ｍＹｔ？邋ｄ＆ｊ邋ｍｍｔ邐＾邋ｔｖ邋？邋ｆ邋飛邋ｓ邋＾２邋ｃ邋ｋ邋ｉ邋＼邐＼邐＜．ｔ邋ｚ邐ｚ邋ｆ邐？邋ｓ？邋邐ｉｉ＼逡逑７）邋Ｔ邋廠邋｜邐ｊ邐｜ｃ逡逑Ｔ邋￣邐＿邐Ｔ逡逑＿￡邐＿￡逡逑５邐ｓ逡逑邐逡逑Ｓ邐Ｅ逡逑圖２．１邋ＡＳＰｅＣｔ走航觀測(cè)記錄表格逡逑當(dāng)使用遙感觀測(cè)時(shí)，海冰邊緣與海冰范圍的邊界重合，它們以遙感觀測(cè)中１５％逡逑海冰密集度作為劃分海冰邊界的標(biāo)準(zhǔn)。在衛(wèi)星技術(shù)出現(xiàn)之前，有兩種定義海冰逡逑邊界的方法。第一種是鯨魚(yú)位置的記錄，因?yàn)轹L魚(yú)經(jīng)常聚集在海冰邊界附近捕逡逑食。南極的捕鯨人從１９３０年建立起了海冰邊界的記錄。第二個(gè)是從冰芯獲得的逡逑浮游植物來(lái)源的含硫有機(jī)化合物的記錄。它的理由在于，浮游植物沿著堆積冰逡逑的邊緣生長(zhǎng)最旺盛。這些方法除了費(fèi)力以外

疏海冰邊界。逡逑羞邋ｊｉｆｌｌ逡逑圖２．２邋１９９６年３月拉布拉多海處緊密的邊界逡逑：Ｔ．逡逑■＿ｉｒ＿邋二＾逡逑ｖ－、名－夕＇邋一邋＊？？邋ｒ－逡逑－一，＞一邐＾邐：一、－邐－－－．逡逑Ｗ．邋－邋－＾￣．徶：．一．、－邋Ｖ．逡逑圖２．３邋１９８４年６月巴芬灣北部史密斯海峽處浮冰和開(kāi)闊水域過(guò)渡處。逡逑海冰邊界通常由幾個(gè)參數(shù)來(lái)確定，包括根據(jù)多年觀察得到的平均位置，邊界逡逑的最小、最大范圍，邊緣的出現(xiàn)頻率為５０％的中間位置。當(dāng)浮冰擴(kuò)張或消退，逡逑這些參數(shù)會(huì)隨著季節(jié)變化而變化。加拿大冰情服務(wù)處使用機(jī)載和船舶觀測(cè)在某逡逑些觀測(cè)區(qū)域生成每月海冰邊界的定期圖表。該圖表的精確性受數(shù)據(jù)來(lái)源的準(zhǔn)確逡逑性的干擾，即受船舶，飛機(jī)或衛(wèi)星平臺(tái)上的定位系統(tǒng)的影響，也有可能受船上逡逑的冰分析員的主觀判斷干擾。海岸警衛(wèi)隊(duì)用海冰邊界圖為航海船只提供航行路逡逑線。美國(guó)國(guó)家冰中心（ＴｈｅＵＳＮａｔｉｏｎａｌｌｃｅＣｅｎｔｅｒ）也做了針對(duì)某些區(qū)域提供每日逡逑海冰邊界圖。逡逑１３逡逑
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：P731.15;P714

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2600060