论文部分内容阅读
本文利用美国宇航局的EOS（Earth Observing Satellites，包括EOS-AM和EOS-PM）卫星上的中等分辨率成像光谱仪MODIS（Moderate ResolutionImaging Spectroradiometer）所提供的分辨率较高的可见光遥感数据，对渤海海冰进行了算法研究和同化，并构建了渤海参数候平均的时间序列，对渤海海冰季节内变化特征和关键影响因子进行研究。本文通过对MODIS可见光通道的研究，提出利用可见光波段通道2和通道7的比值进行冰上积雪和云区分，改进了下垫面为海冰时基于MODIS可见光通道的云识别算法，提高反演的准确率。云的剔除会造成海冰反演场的缺测，利用弱约束变分方法可以对缺测的云区数据进行插补，提高MODIS可见光数据的应用率。在目前渤海海冰反演算法不成熟的情况下，本文通过人机交互软件，利用MODIS可见光数据获取了2001-2011年冬季渤海海冰外缘线，进而根据海冰外缘线数据计算并构建了这11年冬季渤海海冰范围和辽东湾、渤海湾和莱州湾海冰外缘线离岸距离的候平均时间序列，给出了目前在不借助同化模式手段的前提下，通过海冰外缘线计算获得高时间分辨率的渤海海冰离岸距离和范围的数据。针对所构建时间序列，对其年际和季节内变化特征进行了分析。各海湾的年际和季节内变化特征都有所不同，辽东湾最大值出现的时间比渤海湾和莱州湾晚，且具有发生时间越晚，该年度冬季冰情越重的特点。基于渤海海冰候平均时间序列，从季节内变化的角度分析了影响渤海海冰的关键因子。结果指出，小的海区（渤海湾和莱州湾）的海冰对气温的响应更快，每候负积温是一个比候平均气温更好的预报因子；而大的海区（辽东湾）与一个月左右的前期气温因子相关更好。前期副高面积、强度和脊线位置均与渤海海冰范围和各海湾离岸距离呈明显负相关。在500hPa位势高度的西风环流带上，定义了两个与渤海海冰呈明显负相关的关键区（东亚和西太），其中东亚关键区主要反映出寒潮对渤海海冰的影响，西太关键区则体现出极涡和副高势力的强弱对比，这两个关键区的平均位势高度可以作为新的渤海海冰预报因子。选取相超前2候的的候平均气温、每候负积温、东亚关键区平均位势高度和超前3候的西太关键区的平均位势高度作为预报因子，构建渤海海冰范围的回归方程，结果证明，所构造的回归方程能够较好的模拟渤海海冰范围的季节变化，对于该回归方程结果来说气温因子的影响最更大，通过分析发现在冰情偏重的年份，东亚关键区与渤海海冰有着更密切的关系。