论文部分内容阅读
位于北冰洋欧亚大陆架的边缘海——拉普捷夫海——是北极海冰的重要生成区之一，并且该海域海冰生产过程中的排盐作用，影响着北极不同水层的海水的垂直交换，甚至可能影响北极地区因温盐驱动的大洋环流。海冰体积通量是衡量海冰输出能力的重要参量之一。海冰体积通量计算需要三个参量:海冰密集度、速度和厚度。本文首次利用多源遥感数据（辐射计、散射计和高度计）的上述参量的反演产品，进行拉普捷夫海海冰体积通量估算。
首先，本文利用Landsat数据对ASI算法和NT2算法提取的辐射计AMSR-E海冰密集度产品进行了评估。研究表明，在海冰边缘区的薄冰区，ASI算法结果与Landsat海冰密集度产品相比出现明显低估(-27.5±34.6％)，而NT2算法与Landsat产品一致性高（0.69±10.65％）。综合考虑，本文选择NT2算法产品作为海冰体积通量计算的输入参量之一。
本文海冰体积通量估算使用的海冰速度产品，来源于辐射计AMSR-E89GHz垂直极化和水平极化数据及散射计QuikSCAT数据提取的海冰移动速度产品的融合数据产品。融合后产品有效的提高了可用海冰速度数据数量（数据密度），特别是结冰初期和融冰初期时期的数据密度由0.4提高至0.6左右，冬季基本上位于0.8以上甚至达到0.9。
激光高度计GLASICESat提供2003-2008年6个FM时段（2-3月份）和5个ON时段（10-11月份）的25km×25km网格大小的出水高度平均值，为保持各参量时空一致性，其它参量（海冰密集度和速度）也按照此网格大小对同期数据进行了平均化处理。利用阿基米德原理，将ICESat测得的海冰出水高度数据转化为本文所需的海冰厚度产品。结果表明，2003-2008年6年冬季FM时期的拉普捷夫海域海冰厚度为1.33m，2003-2007年5年秋季ON时期则为0.89m。
最后，利用上述参量进行通过拉普捷夫海两条边界（NB和EB）的海冰体积通量估算。研究表明，2003-2008共11个时段内拉普捷夫海两条边界的海冰体积通量平均为3.29km3/d，其中NB:2.84km3/d（占86.3％），EB:0.45km3/d（占13.7％）。冬季FM时期平均为4.22km3/d(其中NB:3.94km3/d(93.4％)，EB:0.28km3/d(9.6％);秋季ON平均海冰体积通量为2.17km3/d，其中NB:1.52km3/d(70％)，EB:0.65km3/d(30％)。研究时段内，拉普捷夫海海域海冰(NB+EB)体积通量也呈增长趋势，约为3.98％/a(0.16km3/d/a)。其中，NB和EB都呈增长趋势，分别为2.76％/a(0.09km3/d/a)和9.09％/a(0.07km3/d/a)。
海冰体积通量和可能对其造成影响北极大气状况进行的相关性分析表明，拉普捷夫海域海冰体积通量与大尺度大气活动相关性弱，而主要受局部大气活动控制。此外，研究发现在研究海域冬季FM时期的海冰体积通量与夏季该海域海冰覆盖成负相关，相关系数为-0.59。虽然提供本文使用的数据源卫星业已停止工作，但是本文方法可以应用到多种新型卫星数据源，为进一步研究拉普捷夫海甚至整个北极地区海冰体积通量时空变化提供了便利。