中科院廣州地化所利用MODIS數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)渤海海冰厚度及演化
渤海屬中國內(nèi)海,由于大量河流淡水注入,海水鹽度僅為30PSU。渤海地處中緯度季風(fēng)氣候帶,每年冬季都有不同程度的結(jié)冰現(xiàn)象,是北半球緯度zui低的結(jié)冰海區(qū)。2009-200年冬季,受北方持續(xù)寒潮的影響,渤海海域出現(xiàn)了持續(xù)低溫天氣,形成了近30年來zui為嚴(yán)重的、罕見的、大范圍的、持續(xù)的海冰災(zāi)情,給環(huán)渤海地區(qū)的港口、航運(yùn)、漁業(yè)及海上作業(yè)等造成重大影響,快速準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)大范圍海冰厚度分布及演化對(duì)于冰災(zāi)的防治具有重要的意義。
由于在大范圍監(jiān)測(cè)海冰厚度是一個(gè)挑戰(zhàn),中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所博士生蘇華及導(dǎo)師王云鵬研究員提出了一種基于MODIS遙感數(shù)據(jù)大范圍直接估算海冰厚度的方法,該方法基于海冰反照率和海冰厚度之間的指數(shù)關(guān)系模型,選取2009-200年冬季8景EOS MODIS數(shù)據(jù)進(jìn)行渤海海冰厚度的估算及其時(shí)空演化監(jiān)測(cè)(圖)。
通過Lebedev和Zubov熱動(dòng)力學(xué)經(jīng)驗(yàn)?zāi)P图皣液Q缶值膶?shí)時(shí)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)對(duì)反演結(jié)果進(jìn)行的驗(yàn)證表明,MODIS反演的冰厚和模型計(jì)算及實(shí)際預(yù)報(bào)結(jié)果有很好的相關(guān)性(R2達(dá)到0.86,圖2),證明了該方法的可靠和適用性。
2009-200年冬季整個(gè)渤海海冰平均厚度為3~2cm。zui大冰厚于月下旬和2月中旬出現(xiàn)在遼東灣,約為40cm。海冰面積與厚度分布圖顯示:200年月23日渤海海冰面積達(dá)到峰值3849km2,約占渤海面積的40.8%,2月2日僅遼東灣海冰面積就高達(dá)26700km2,約占遼東灣面積的90.0%。海冰首先沿海岸生成,然后逐漸往外向海灣擴(kuò)展,由遼東灣逐漸由北向南擴(kuò)展到渤海灣和萊州灣,而海冰消融的順序由南至北,正好相反。利用實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)研究了海冰形成與發(fā)展的關(guān)鍵控制因素,發(fā)現(xiàn)累積凍冰度日FDD及累積消融日TDD是控制海冰發(fā)展的關(guān)鍵因素,海冰面積及厚度與θ(FDD與TDD之差)密切相關(guān)。
該成果近期發(fā)表在地球物理學(xué)及環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域雜志Journal of Geophysical Research及Estuaries and Coasts上。
本研究得到國家863及科技支撐項(xiàng)目資助,同時(shí)得到NASA、中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心、國家衛(wèi)星氣象中心、國家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心及中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)支持。