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地表反照率通常被定义为地表反射的上行辐射通量与下行辐射通量的比值，它反映了地表对入射能量的吸收程度。北极地区常年覆盖大面积的海冰，其地表的高反射特性使得北极地区持续向天空辐射出大量的能量，当其反照率发生改变时，海冰反照率的正反馈机制会对地表能量的收支平衡、物质平衡和气候变化等产生重要的影响。卫星遥感提供了大面积、长时序和高时空分辨率监测陆地表面反照率变化的有效手段，然而相比陆地和冰雪地表反照率的反演方法，针对海冰而开发的反照率遥感反演算法和长时序产品数据集还很少，产品时空分辨率和反演算法的精度也不够高，由于海冰反照率存在强烈的空间和时间差异，需要高时空分辨率的海冰反照率产品才能反映海冰表面的真实情况。本文在算法和产品上对海冰反照率进行了深入的研究与分析，主要为：
(1)提出了一种新的海冰反照率反演算法。通过ART模型和TCOWA模型的线性组合，构建了海冰表面的BRDF模型，通过推导，构建的海冰BRDF模型可以转换为与波长无关的污染物相对浓度、冰雪有效粒径以及权重因子这三个参数的函数。在此基础上，基于MODIS对地观测数据、风速风向数据以及叶绿素浓度数据，推导了一种利用MODIS多波段信息反演海冰反照率的方法：三参数迭代海冰反照率反演算法(three-parameteriterativeseaicealbedoretrievalalgorithm，简称TPSIA算法)，新的算法可以利用单幅MODIS观测数据的多波段信息对海冰表面的反照率进行反演，这在多角度数据较少的北极地区是极其重要的。
(2)生产了长时序的北极海冰反照率产品数据集。基于新开发的TPSIA算法，生产了北极地区2000-2017年18年的海冰反照率产品数据集，新的海冰反照率产品时间分辨率有1天和10天两种，空间分辨率为500m，在目前的海冰反照率产品中是比较高的。
(3)对TPSIA算法和产品进行了验证。在缺乏有效的海冰反照率实测数据的情况下，本文利用格陵兰PROMICE和GC-NET气象网络自动气象站的冰雪反照率数据对TPSIA算法和产品进行了直接验证，利用MODISMCD43A3的雪反照率产品进行交叉验证。与16个PROMCIE气象站实测数据整体的相关性、Bias和RMSE分别为0.92、0.0188和0.062；与GC-NET站点自动气象站反照率比较，相关性达到了0.91，Bias为-0.0031，RMSE为0.032，反演产品与两个气象网络的实测数据都呈现了良好的一致性。交叉验证表明，生产的产品与MCD43A3反照率产品的相关性、Bias和RMSE分别为0.92、0.046和0.0738，具有较高的一致性。在夏季融化季节MCD43A3会对冰雪地表造成低估，反演的反照率则会有轻微的正偏差，这与两者的反演算法设计原理上的差异有关。
(4)对生产的产品进行了时空变化分析。选取2016年3月-11月中，每个月的10-19天的反照率合成产品进行分析发现，一年内的海冰反照率整体呈现先上升后下降再上升的变化趋势，反映了海冰反照率的季节变化特征。基于生产的海冰反照率产品集，分析了2000-2017年间4月-9月北纬70°以上地区的反照率时序变化，结果表明，北极海冰反照率自2000年以来存在不断下降的趋势，4月的下降趋势最小，为0.14%，每年6月的下降趋势最大，达到了0.27%，其他5月、7月、8月和9月的下降趋势分别为0.2%、0.16%，0.19%以及0.22%，这表明在全球变暖的背景下，北极海冰正在吸收更多的能量，由于冰雪反照率的正反馈机制，这将对全球能量平衡、气候变化等产生重要的影响。
(1)提出了一种新的海冰反照率反演算法。通过ART模型和TCOWA模型的线性组合，构建了海冰表面的BRDF模型，通过推导，构建的海冰BRDF模型可以转换为与波长无关的污染物相对浓度、冰雪有效粒径以及权重因子这三个参数的函数。在此基础上，基于MODIS对地观测数据、风速风向数据以及叶绿素浓度数据，推导了一种利用MODIS多波段信息反演海冰反照率的方法：三参数迭代海冰反照率反演算法(three-parameteriterativeseaicealbedoretrievalalgorithm，简称TPSIA算法)，新的算法可以利用单幅MODIS观测数据的多波段信息对海冰表面的反照率进行反演，这在多角度数据较少的北极地区是极其重要的。
(2)生产了长时序的北极海冰反照率产品数据集。基于新开发的TPSIA算法，生产了北极地区2000-2017年18年的海冰反照率产品数据集，新的海冰反照率产品时间分辨率有1天和10天两种，空间分辨率为500m，在目前的海冰反照率产品中是比较高的。
(3)对TPSIA算法和产品进行了验证。在缺乏有效的海冰反照率实测数据的情况下，本文利用格陵兰PROMICE和GC-NET气象网络自动气象站的冰雪反照率数据对TPSIA算法和产品进行了直接验证，利用MODISMCD43A3的雪反照率产品进行交叉验证。与16个PROMCIE气象站实测数据整体的相关性、Bias和RMSE分别为0.92、0.0188和0.062；与GC-NET站点自动气象站反照率比较，相关性达到了0.91，Bias为-0.0031，RMSE为0.032，反演产品与两个气象网络的实测数据都呈现了良好的一致性。交叉验证表明，生产的产品与MCD43A3反照率产品的相关性、Bias和RMSE分别为0.92、0.046和0.0738，具有较高的一致性。在夏季融化季节MCD43A3会对冰雪地表造成低估，反演的反照率则会有轻微的正偏差，这与两者的反演算法设计原理上的差异有关。
(4)对生产的产品进行了时空变化分析。选取2016年3月-11月中，每个月的10-19天的反照率合成产品进行分析发现，一年内的海冰反照率整体呈现先上升后下降再上升的变化趋势，反映了海冰反照率的季节变化特征。基于生产的海冰反照率产品集，分析了2000-2017年间4月-9月北纬70°以上地区的反照率时序变化，结果表明，北极海冰反照率自2000年以来存在不断下降的趋势，4月的下降趋势最小，为0.14%，每年6月的下降趋势最大，达到了0.27%，其他5月、7月、8月和9月的下降趋势分别为0.2%、0.16%，0.19%以及0.22%，这表明在全球变暖的背景下，北极海冰正在吸收更多的能量，由于冰雪反照率的正反馈机制，这将对全球能量平衡、气候变化等产生重要的影响。