全球变暖背景下近十年来北极海冰变化分析

【摘要】：在全球变暖背景下,北极海冰,特别是夏季海冰覆盖范围不断缩小。北极海冰的变化与全球和区域气候、生态系统和人类活动密切相关。自从上世纪70’年代来,随着卫星遥感技术的发展,被动微波由于受云雨天气影响较小,并且不受北极极昼极夜现象限制,具有其他频段不可替代的优势,成为长期快速获取北极冰情的主要技术方法。高级微波扫描辐射计(AMSR-E)自2002年运行以来获取了北极地区每天的高分辨89GHz两种极化方式的亮温数据,可以用来计算海冰的密集度参数。本文利用从2002年6月到2011年2月期间北极地区的6.25千米分辨率海冰密集度数据,计算每天的海冰边缘线面积和海冰面积,用这两种面积参数去计算分析北极海冰的变化特征和变化趋势。将北极整体海冰分为长期冰和季节性冰。长期冰主要由多年冰构成,在一年中夏季海冰融化末期仍然保留；季节性冰主要由一年冰构成,在夏季融化末期全部融化。通过对长期冰和季节性冰边缘线范围内的密集度数据进行地图代数运算,分析长期冰和季节性海冰的空间变化趋势。主要研究结果如下： (1)2002年到2010年10年间北极海冰边缘线面积的减小速度为82800平方千米每年。除春季外,其他季节的海冰面积的减小速度都大于海冰边缘线面积的减少速度,说明在这些季节里随着海冰边缘线面积的减少,边缘线范围内的海冰密集度也在减小。 (2)根据海冰边缘线面积距平的正负来分,2003、2004年的冰情相对较重,为正距平。2007年为负距平年份,冰情为这些年份中最轻的。2005、2006、2008、2009和2010年为正距平和负距平交替出现的年份,说明这些年份的冰情较为居中。 (3)长期冰减少的区域主要在北冰洋周围的波弗特海、楚科奇海、东西伯利亚海、拉普贴夫海、喀拉海以及由这些边缘海向北极方向延伸的北冰洋的广大区域,其次是喀拉海部分与大陆相接海域和伊丽莎白女皇群岛周围的海域。在长期冰减少的同时,长期冰减少的区域变为季节性冰覆盖区域。除了由于长期冰的减少导致季节性冰增加之外,格陵兰岛西海岸的戴维斯海峡、白令海以及鄂霍次克海北部的季节性海冰也出现了增多。格陵兰岛东海岸的格陵兰海、巴伦支海部分海域、波罗的海和鄂霍次克海的南部海域季节性海冰出现了减少的趋势。 (4)2003-2010年间北极年平均海冰边缘线面积与年平均气温呈现强的负相关关系,相关系数为-0.81。 【关键词】：海冰变化 海冰密集度 被动微波遥感 AMSR-E 北极
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：P731.15
【目录】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 中文图表目录8-10
• 英文图表目录10-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 研究背景及选题依据12-15
• 1.1.1 研究意义12-14
• 1.1.2 极地被动微波遥感的发展14-15
• 1.2 国内外研究进展15-18
• 1.2.1 国外研究进展15-17
• 1.2.2 国内研究进展17-18
• 1.3 本文研究内容概况18-22
• 1.3.1 研究区域简介18-19
• 1.3.2 研究目标19-20
• 1.3.3 研究主要内容20
• 1.3.4 论文组织结构20-22
• 第2章 被动微波遥感相关理论及AMSR-E介绍22-27
• 2.1 亮温22
• 2.2 电磁波的极化特征22-23
• 2.3 极地被动微波遥感的特性23-24
• 2.4 AMSR-E24-27
• 第3章 计算海冰密集度的ASI算法及其产品验证27-36
• 3.1 ASI(ARTIST SEA ICE)算法27-30
• 3.1.1 ASI算法的推导27-29
• 3.1.2 ASI算法的优点29-30
• 3.2 ASI(ARTIST SEA ICE)算法密集度数据验证30-36
• 3.2.1 与NIC(US National Ice Center)数据的比较验证30-33
• 3.2.2 与实地观测数据的比较验证33-36
• 第4章 北极海冰十年来变化趋势分析36-49
• 4.1 北极海冰边缘线面积趋势分析38-40
• 4.2 北极海冰而积变化趋势分析40-42
• 4.3 北极与南极海冰变化趋势的对比42-45
• 4.4 北极海冰边缘线面积距平45-49
• 第5章 北极长期冰和季节性冰的变化49-58
• 5.1 北极长期冰变化分析49-53
• 5.2 北极季节性冰变化分析53-55
• 5.3 北极海冰变化相关因素55-58
• 第6章 结论与展望58-61
• 6.1 结论58-59
• 6.2 展望59-61
• 参考文献61-68
• 致谢68-69

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

楚科奇海海冰周年变化特征及其主要关联因素    赵进平,朱大勇,史久新

北极海冰变化特征分析    魏立新;张占海;

近30年北极海冰异常变化趋势    张璐;张占海;李群;吴辉碇;

北极加速变暖条件下西北航道的海冰分布变化特征    苏洁;徐栋;赵进平;李翔;

北极海冰变化的时间和空间型    汪代维,杨修群

北极楚科奇海海冰面积多年变化的研究    朱大勇;赵进平;史久新;

利用AMSR-E数据反演地表温度    孟霖达

AMSR-E卫星海面气象参数遥感方法研究    王丽静

利用遥感卫星AMSR-E89 GHz频段的数据反演北极多年冰密集度    王欢欢

温度和氮素输入对青藏高原3种高寒草地土壤氮矿化的影响    白洁冰;徐兴良;付刚;宋明华;何永涛;蒋婧;

结合全球气候模型预测结果概率分析融化深度(英文)    Ted S.Vinson,Yoon-Shin Bae

极地海冰的研究及其在气候变化中的作用    唐述林;秦大河;任贾文;康建成;

白令海楚科奇海的海冰范围变化特征    胡宪敏;苏洁;赵进平;Genevieve Hiltebrand;

1997—2005年北极东西伯利亚海海冰变化特征研究    李涛;赵进平;朱大勇;

冻融作用对土壤有机碳库及微生物的影响研究进展    王娇月;宋长春;王宪伟;王丽丽;

2008年夏季北冰洋海冰表面积雪特征初步分析    窦挺峰;效存德;郭锐;张瑞珍;

高频下关于玉米前向散射系数的研究    刘昕;张钟军;

利用DPS与RS技术生成DOM复合产品的试验研究    王冬滨

基于Radarsat和TM图像融合与分类的土壤盐渍化信息遥感监测研究    依力亚斯江·努尔麦麦提;塔西甫拉提·特依拜;舒宁;王伯超;买买提沙吾提;

北冰洋pCO_2的时空变异及其控制    高众勇;许苏清;陈立奇;

MODIS与GIS结合在渤海海冰监测中的应用    祝青林;刘莉;隋洪起;王丽娜;徐梅;

Developments of Arctic carbon sink from 1999 to 2008    

北极海冰运动特征的统计分析    王学忠;胡邦辉;黄泓;戴彩悌;陈新;

东亚冬季气温的年代际变化及可能成因分析    杨柳妮;武炳义;

东亚冬季气温的年代际变化及可能成因    杨柳妮;武炳义;

利用卫星影像更新地形图判释标志的建立及应用    张丽;周世宏;

基于气候变化背景下西北航道自然环境风险评估    杨理智;张韧;葛珊珊;黄待静;

北极海冰变化及其气候效应研究    魏立新

多源遥感数据和GIS支持下的台风影响研究    邓睿

北冰洋次表层暖水结构和北极涛动空间变化的研究    曹勇

北极快速变化条件下海冰吸收太阳辐射能的光学研究    李涛

星载SAR图像空间信息提取技术研究与实践    方勇

基于星载微波遥感数据的南极冰盖信息提取与变化监测研究    程晓

单幅雷达影像测图原理研究    钱俊

星载SAR影像定位和从星载InSAR影像自动提取高程信息的研究    杨杰

北冰洋西部沉积物地球化学特征及环境指示意义    陈志华

星载合成孔径雷达影像正射校正方法研究    陈尔学

SAR影像与光学影像配准研究    贾伟洁

复杂地形区域合成孔径雷达正射影像制作方法研究    魏钜杰

毫米波无源成像系统建模及预处理算法研究    叶弘毅

城市风貌规划方法研究    窦宝仓

北极航道通航环境研究    闫力

土壤微波散射特性研究    四郎翁扎

基于多源微波遥感的南极海冰探测研究    王红霞

南极海冰的消长与海平面变化及其关系研究    王珍珍

SAR图像可匹配性研究    魏丹

高分辨率SAR影像裸土信息提取及土壤含水量反演初探    金希

利用MODIS热红外数据反演地表温度前应处理的几个问题    陈圣波,张学红

北半球夏季南极冰气候效应的数值试验    杨修群,黄士松

用被动微波AMSR数据反演地表温度及发射率的方法研究    毛克彪,施建成,李召良,覃志豪,贾媛媛

冬季北极海冰长期变化对华北降水的可能影响    武炳义,黄荣辉,高登义

融冰季节北极破碎冰区热通量的初步研究    史久新,赵进平,矫玉田

楚科奇海海冰周年变化特征及其主要关联因素    赵进平,朱大勇,史久新

夏季北冰洋海冰边缘区海水温盐结构及其形成机理    赵进平,史久新,矫玉田

COARE算法估算海气界面热通量的个例对比分析    杨清华,张蕴斐,孙兰涛,吴辉碇

北极大气偶极子异常与冬季北极海冰运动    武炳义,张人禾,王佳

2003年与1999年楚科奇海海冰的差异及其发生原因    朱大勇,赵进平,史久新

近海面气象参数的反演及应用研究    伍玉梅

冬季北极涛动和北极海冰变化对东亚气候变化的影响    武炳义,卞林根,张人禾

北极海冰快速缩减威胁永久冻土层    曾晓梅;

海冰加速融化，航道自动打开 北极步入死亡漩涡    

北极海冰与西北太平洋热带气旋活动关系的初步分析    董波,叶英

北极多冰年和少冰年的大气环流差异    张明,余志豪

北极海冰对大气环流与气候影响的观测分析和数值试验研究    黄士松,杨修群,谢倩

冬春季节北极海冰的年际和年代际变化    武炳义,高登义,黄荣辉

冰海沉船话海冰    刘剑;

北极海冰与南方涛动的相关分析    叶英,董波

北极海冰的基本特征    方之芳

2010年夏季北极海冰数值预报试验    杨清华;李春花;邢建勇;李群;张林;李明;

大气环流中的能量平衡问题及对全球变暖的可能响应    王万里;刘耀林;蔡述明;邓南圣;侯浩波;周博;王卫国;谢应齐;

稻麦系统作物生产力对全球变暖的响应与适应研究概况    张卫建;田云录;张彬;

湖南对全球变暖的区域响应    肖洁;李力;

人地关系协调意义下气候保护的模拟研究    张焕波;王铮;郑一萍;

环境保护与气候变化中一个值得关注的科普问题    刘书越;

全球变暖与青藏高原环境变化    姚檀栋;

湖北地区气温变化对全球变暖的响应    汪高明;

全球变暖背景下对流性天气影响因子变化特征分析    史文丽;闵锦忠;费建芳;黄小刚;

全球气候变暖对我国气象灾害的影响与对策    揭毅;

“全球变冷论”纯属标题党    环保人士 绿色和平公众项目主任 虞鑫

3月北极海冰显著增加    李欣

眼看着北极海冰,今夏仍在加速融化    记者 李学梅

北极海冰融化 极地动物濒危    本报记者 杨冉冉

全球变暖严重影响北极气候    

全球变暖 欧洲环境气候将改变    杨骏

全球变暖带来高度风险    王海峰

随之而来的不只是洪水滔天    本报驻美国记者　 毛黎

覆巢之下无完卵,全球变暖美国能独自“凉快”？    叶书宏

应对全球变暖发达国家责无旁贷    李学华

北极海冰变化及其气候效应研究    魏立新

北极海冰气候变率的模拟研究    王学忠

全球变暖对北太平洋年代际变化的影响及可能机制研究    方长芳

全球变暖背景下水循环变化对海洋环流及气候的影响    张丽萍

语言实践、策略与规范传播    谢婷婷

格陵兰西部海域1200年以来硅藻记录及古气候、古海冰重建    沙龙滨

海冰密集度反演以及北极中央区海冰和融池变化物理过程研究    张树刚

青藏高原腹地新生代生态环境演化研究    王谋

不同CO_2浓度情景下热盐环流的演变    牟林

欧亚大气环流与地表气温之间的反馈和相互作用    季明霞

全球变暖背景下近十年来北极海冰变化分析    彭海涛

北极海冰异常对中国夏季气候的可能影响    张若楠

1979—1998年北极海冰的数值模拟    宋洁

北极海冰和北半球极涡时空特征及相互关系的初步分析    贾建颖

欧亚沿岸海冰变化及其与中国气温和降水关系的诊断分析研究    董新宁

宁夏春季沙尘暴变化规律、环流背景及其与北极海冰的遥相关关系研究    杨建玲

冬季北极海冰异常对北太平洋风暴轴的影响及其机制研究    何冬燕

我国应对全球变暖的立法研究    胡富蓉

海冰分布参数系统区域辨识及性质    杨义新

非线性海冰温度系统的热力学参数辨识和数值模拟    谭冰