MODIS数据辅助的天山北麓克里格雪深插值研究

• 作 者: 刘艳[1]阮惠华[2]张璞[1]李杨[1]
• 机 构: 中国气象局 乌鲁木齐沙漠气象研究所,新疆 乌鲁木齐 830002
• 出 处: 2011年第二十八届中国气象学会年会
• 发表日期: 2011年期

　　新疆北疆地区冬季降水比南疆多，积雪主要集中在11 月底至来年3 月，积雪资源非常丰富，占全国积雪资源的1/3，积雪在北疆区域生态环境变化中具有非常重要的作用。同时，雪深是估算雪水当量和研究流域水量平衡和模拟春季融雪径流的主要参数，一直受水文和气象学家关注。目前，定量获取雪深的研究主要集中在被动微波遥感反演和地统计插值两个方面。其中，在新疆的积雪研究中，冯学智等利用1981-1990 年1 月北疆地区气象站雪深观测资料，采用常规克里格法估算了雪深分布，其内插结果与试验区雪深分布趋势基本一致，但部分地区误差较大。原因在于，北疆地区地面雪深的气象观测站点分布稀疏且空间分布不均，利用常规克里格法估算区域雪深分布，因未考虑地形因子对雪深的影响和台站分布不均且稀疏造成的样本点稀少和空间不均的数据限制性，致使雪深插值结果在台站稀疏区域或缺少的区域存在较大误差。针对这一问题，本研究结合 MODIS 遥感雪盖产品高时空分辨率的优势，选择北疆地区以乌鲁木齐、石河子和克拉玛依三市为轴心的准噶尔盆地南缘，天山北坡中段，面积约12 万平方公里的产业经济带为试验区域，研究区内有高山、盆地、河流、湖泊、戈壁、沙漠和平原绿洲，地貌轮廓非常明显。将遥感数据与地面气象站观测资料结合起来，取得更为精确和实用的雪深空间分布信息，考虑地形要素对雪深分布影响作用，解决了北疆地区观测站点少且分布不均影响空间插值精度的方法。通过MOD10A2 8d 产品获得研究区月最大雪盖范围，在无雪区构建虚拟气象站获取更多雪深空间样本观测值，提高样本点空间分布均匀性。然后，基于地统计学方法，运用克里格和协克里格法对研究区33 个常规气象站和虚拟气象站积雪累积期（12-2 月）最大雪深进行了空间插值，并利用交叉检验方法对插值精度进行了评估。从平均预测标准差、预测误差的均方根看,简单协克里金插值法较好看,考虑了海拔高度影响的简单协克里格法是最优雪深空间插值方法；加入虚拟站点后，插值结果很好地显示了研究区雪深时空特征。