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海冰积雪是国际冰冻圈和气候变化学界的热点问题,其通过调制极地大气-海洋-海冰热量交换进而影响海气相互作用,同时也是高纬度水循环的直接表征。由于其长期存在实地观测难度大、遥感定量测量方法受限的情况,因此现有冰上积雪数据十分缺失。随着北极海冰锐减,全球变暖以及水循环进一步增强,冰上积雪也发生了显著变化。目前,国际上主流冰冻圈研究单位大多致力于估计大尺度海冰积雪分布的研究。

近期,清华大学地学系博士生周璐以第一作者在《冰冻圈》(The Cryosphere)杂志发表题为“Inter-comparison of snow depth over sea ice from multiple methods”的学术论文,与包括英国伦敦大学学院(UCL),美国NASA,华盛顿大学(UW),丹麦技术大学(DTU),德国不来梅大学(U-Bremen)等在北极海冰领域的国际主流单位合作,开展北极海冰积雪资料的横向比较,为北极气候变化研究和相关应用提供重要科学依据。本工作集成了八种国际上的雪厚重建和反演产品,重点评估冬季北极冰上积雪的季节内和年际变率以及雪厚的变化趋势。研究显示,八种产品的雪厚分布基本态一致但时空间差异性较大,UW的积雪最厚而DTU的积雪最薄(图1)。同时,研究提出,在实际利用小尺度观测(如浮标)进行算法训练和数据验证时,必须考虑到精细观测的空间可代表性。该研究也为国际海冰和积雪的科学研究以及未来积雪遥感的载荷和反演算法设计(如ESA CRISTAL)等提供了重要依据。

近年来,地学系徐世明副教授团队开发了新型被动微波遥感和测高相融合的 海冰-积雪厚度遥感新算法,基于CryoSat-2SMOS卫星融合生产了2011年以来的冰雪厚度数据,并参与了此次积雪厚度横向比较(图1DESS)研究。评估结果显示,DESS产品的雪厚在气候态、年际变率、与机载和实地观测的一致性等方面均具有较好性能,在参与比较的八种产品中位于前列。

本文第一作者为地学系博士生周璐,地学系徐世明副教授为本文第三作者,合作作者还包括UCLNASA等单位的相关科学家。本项工作得到了国家重点研发计划(2017YFA0603902)等项目的支持。

1.八种冰上积雪厚度产品冬季(34月)雪厚分布及气候态雪厚。

文章链接及二维码:https://tc.copernicus.org/articles/15/345/2021/

供稿:周    璐

审核:武海平

编辑:王佳音



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