近年来,随着全球变暖,海平面上升等问题的关注度越来越高,全球环境变化已成为人们关注的重点。南极作为地球最大的冰盖大陆,同时也是气候系统的重要组成部分,其冰雪环境的变化也越来越受到世人瞩目。蓝冰和冰面湖是南极特殊的地面特征,是冰盖响应气候变化的显著区域,它通过冰-气-水交界面之间的能量传播,直接影响蓝冰和冰面湖随季节和年际的动态变化,对区域环境乃至全球气候都有着至关重要的影响,近年来已成为国际关注的热点。由于南极特殊的地理位置和恶劣的自然环境,监测其冰雪环境的动态变化受到了限制。卫星遥感技术的发展为极地科学研究提供了新的方法和技术,结合多源遥感数据可以研究南极蓝冰的分类和分布特征,并对蓝冰和冰面湖的变化特征进行动态监测。本文利用多源光学遥感数据和气象资料,对南极蓝冰和冰面湖进行提取;根据形成机制将全南极蓝冰进行分类,并监测重点实验区蓝冰和冰面湖的长时间序列动态变化。1)基于MOA的全南极蓝冰提取与分类研究。综合使用南极洲MODIS影像镶嵌图(MOA2009)的波段反射率数据和地表雪颗粒尺寸数据,对全南极蓝冰进行提取与分类研究。根据蓝冰形成机制总结了基于MOA的蓝冰分类方法,将全南极蓝冰分成风蚀型和消融型两种类型,最终得到可信度较高的全南极蓝冰提取和分类图。全南极风蚀型蓝冰面积为121373±24275km2,消融型蓝冰面积为131851±26370km2,蓝冰总面积为253224±53978km2;此处得到的数据均为全南极裸露蓝冰的最大面积值。将全南极蓝冰提取结果与分类结果与Bamber DEM和MEaSUREs流速产品进行分析,得到全南极蓝冰、风蚀型蓝冰和消融型蓝冰的高程、坡度和流速的空间分布特征。2)东南极典型蓝冰区域长时间序列变化监测。综合使用Landsat遥感影像和ERA-Interim再分析数据产品,提取东南极Grove山、Yamato山、Belgica山和Lecky山四个实验区的蓝冰范围,并对其1973-2016年间蓝冰分布进行长时间序列动态变化分析,总结不同实验区蓝冰年际变化规律;利用MODIS数据对Yamato山地区蓝冰2002、2006和2012年的季节性变化进行了较系统的分析。各实验区蓝冰出露面积在观测年区间内都呈现一定的减少趋势,但不同区域变化速率存在差异。3)典型冰川区冰面湖变化监测研究。利用Landsat和ASTER光学数据对东南极极记录冰川(Polar Record Glacier)地区的冰面湖进行了长时间序列变化监测,分析冰面湖的面积、深度和水量等观测值的年际和季节变化规律,并结合中山站温度数据和ALOS DEM探讨冰面湖与温度、海拔和地形之间的关系。结果显示极记录冰川地区的冰面湖在每年11中旬融化季节开始时形成,随后进入快速增长阶段,在次年1月中下旬达到峰值。冰面湖的面积、水深、水量的变化都呈现良好的一致性,说明三者存在明显的正相关。站点数据显示冰面湖的变化与温度正度日指数PDDs密切相关,且大部分冰面湖分布在海拔低于200m的区域,易形成于多条水流路径汇集处或水流路径密集处,其变化特征与湖类型、地理纬度和海拔相关,不同冰面湖的变化机制存在一定的差异。