[科普中国]-冰雪观测

冰雪问题是一个全球性问题。在地球的陆地、海洋、气候大系统中，冰雪是一个动态问题，有的对气候的影响比较慢，有数百上千年的过程，如极地冰雪；有的则对气候变化的响应速度或对陆地气候的影响速度很快，从一个季度到十年左右不等，如山冰。因此对冰雪的监测策略和方法要因地而异，但冰雪监测均在遥远的地方进行，人们去那里比较困难，卫星监测就是一个非常有效的手段1。

概述冰雪在全球气候系统中起着重要的作用，大范围积雪会影响到气候的变化、水资源的利用等。2008年初，我国南部遇历史罕死的冰雪灾害，给国民经济和人民生命财产安全造成极大的损失，因此进行冰雪监测显得尤其重要。遥感技术在对大范围雪灾进行监测方面具有其他常规手段无法替代的优势，可以对冰雪覆盖范、雪水当量、冰分布状况和形式、冰厚度等进行实时动态监测，从而判断出是否会发生雪灾。国内外学者已在该领域开展很多研究，并且总结出很多可用的冰雪监测算法。为了更好地利用遥感技术进行冰雪监测，提高监测精度，要对常用监测方法的原理及优缺点进行分析2。

研究工作要进行冰雪研究和监测，必须掌握地形数据，进行高程测量，进行大范围调查。地形是影响冰雪运动的重要因素，且冰雪运动的势能、阻力，都与地形有关，但冰雪地区一直没有高精度的地形图。因此，如何发挥卫星遥感的作用，将有许多研究工作要做。除了要确定冰雪冰川是否稳定，确定其运动方向及速度以外，还需要确定冰雪厚度、范围及其变化，这些也要求我们做进一步的研究3。

观测不足观测的数据存在三个方面的不足：其一，监测的山冰范围太小，而各个冰山区的冰区范围大小不同，以局部地面观测是不能满足全球范围内的同步分析估计的需要的；其二，三个大范围冰雪地区，即中亚、阿拉斯加和南美巴塔哥尼亚地区的观测数据极少，说明冰雪研究工作十分落后；其三，监测工作以冰雪边界线为依据，无法估计冰量，只有高精度的高程数据才能反映冰量的变化，如何监测冰雪厚度变化，是一个亟待解决的问题。这三个方面的不足均可通过卫星遥感加以弥补，采用卫星观测是完全可以估计长期变化趋势的3。

卫星遥感技术卫星遥感资料非常适合于冰雪监测，因为冰（雪）具有较高的反射率，这与除云外的多数其他自然表面有明显的不同。正因为如此，各种传感器在冰（雪）制图方面都得到了广泛的应用。人类采用卫星遥感数据研究冰的过程首先是从研究积雪开始的，1960年TIROS-1气象卫星发射后获得的第一张图像就是积雪图像。自1966年以来，人们使用了多种传感器资料，如NOAA、Nimbus 5、6和7号卫星装载的被动微波传感器和美国国防气象卫星（DMSP）均成功地用于穿过云层来测量积雪。陆地资源卫星多光谱数据（如TM、CBERS-2）、高光谱EOS/MODIS、雷达RADARASAT等都被较好地运用于冰凌的监测和面积量算中1。

本词条内容贡献者为:

李宗秀 - 副教授 - 黑龙江财经学院