基于多传感器遥感数据综合监测青藏高原纳木错湖冰变化研究

湖冰是不同尺度气候变化的良好指示器之一，而青藏高原湖泊众多、湖冰观测记录少，青藏高原湖冰变化遥感监测研究亟待开展。本项目依托纳木错野外台站，综合多卫星观测优势，研究青藏高原纳木错湖冰冻融日期及冰厚变化等参数的综合反演方法。基于MODIS,AVHRR，AMSR-E，ICESat等多传感器(光学和微波)长时间序列遥感数据，从可见光近红外、热红外和微波三个方面，对湖冰时间(如冻结与消融日期等)与属性特征(如湖冰面积、冰厚等)参数已有反演算法进行验证，发展综合反演方法，并采用高分辨率遥感数据、结合地面实测进行交叉验证。基于此，获取并建立纳木错湖冰各参数1970s以来的长时间序列数据集，研究湖冰与区域气候变化关系。该项研究将为青藏高原面上湖冰变化的遥感监测提供技术方法支持，为冰冻圈与气候变化研究提供可靠基础数据，并揭示纳木错湖冰对区域气候变化趋势的定量化指标作用，提高对湖冰在气候系统中所起作用的认识

本项目依托纳木错野外台站，综合星-地多平台观测优势，研究青藏高原纳木错湖冰冻融日期及冰厚变化等参数的综合反演方法，具体完成的工作包括：(1) 基于MODIS，AMSR-E多传感器(光学和微波)时间序列遥感数据，从可见光近红外、热红外和微波三个方面，对湖冰时间变化(如冻结与消融日期等)发展反演方法，并采用高分辨率遥感数据、结合地面实测进行交叉验证；(2)基于AMSR-E各频段辐射亮温和ICEsat高度计研究湖面属性特征(如湖冰冰厚、湖面高程)变化反演方法，并基于实测数据进行验证。结果显示AMSR-E低频亮温(10.7GHz水平极化亮温)与冰厚线性关系最好，识别误差在10cm以内；(3)获取并建立了纳木错湖冰各参数的长时间序列数据集，发现，纳木错湖冰冻结与消融日期均有延迟趋势，而完全消融时间有提前趋势，在过去50年（1963～2013年），冰期天数平均每年缩短2.79天；(4)基于此，进一步模拟研究湖冰变化与区域气候变化的关系，结果表明，湖冰变化与日均温有很好的相关性。