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摘要： 1

Abstract： 2

1.引言 3

2.研究区概况 4

3.数据与方法 4

3.1 数据源 4

3.2 数据预处理 6

3.2.1 MODIS数据处理 6

3.2.2 气象数据处理 6

3.3 研究方法 6

3.3.1 MOD11A1数据验证方法 6

3.3.2 积雪象元提取方法 7

3.3.3 云象元提取方法 8

4. 结果与分析 8

4.1 积雪面积和云面积的变化特征 8

4.2 雪面温度的变化特征 10

4.2.1 地表温度与雪面温度的变化关系 10

4.2.2 雪面温度随海拔高度变化的特征 11

4.2.3 雪面温度随坡向变化的特征 12

4.3 雪粒径的变化特征 13

4.3.1 雪粒径随海拔高度变化的特征 13

4.3.2 雪粒径随坡向变化的特征 13

4.4 雪粒径与雪面温度的变化关系 14

5. 结论与展望 17

参考文献： 19

致 谢 21

新疆玛纳斯河流域山区融雪过程遥感研究

周浩

，China

Abstract：Snow is one of the most active natural elements on the earth's surface, the study of its melting process is of great significance to the rational use of water resources and regional climate change research. In the study of snowmelt processes in the Manas River Basin, this paper selected MODIS LST(land surface temperature) products and SGS(snow grain size) inversion results from September 1 to September 30, 2014 as research data to extract land surface temperature and snow particles. the proportion of cloud area exceeds one-third of the total area at any altitude .The presence of cloud area will result in the value of snow area being relatively small relative to the actual situation. SST(snow surface temperature) and SGS decrease with time at different altitudes and slopes. SST and SGS are the alpine zone more than the snow zone at different altitudes.in the alpine zone, SST is represented that the south slope is largest and the north slope is smallest at different slopes, however, SST is represented that the west slope is largest and the north slope is smallest in the snow zone. The size of SGS is represented that the south slope is largest and the north slope is smallest at different altitudes and slopes. the daily variation of SST and the daily variation of SGS have a law that one side increases and the other decreases. After they are quantitatively fitted and analyzed, the specific relationship between the alpine zone and the snow zone is obtained by and .

Key words：Manas River; snow grain size ;MODIS LST products; Snow melting process

引言

积雪是地球冰冻圈的重要组成部分，是地球表面最为活跃的自然要素之一^[1-2]。积雪具有反射性强、相位潜热高和热传导不良等特点，大范围面积的积雪会影响全球气候变化和地表能量平衡^[3-7]。作为河川径流的重要补给来源的积雪融水是一种重要的水资源，是我国西部干旱地区绿洲农业赖以生存和发展的生命线^[8]，然而在融雪过程中也常伴有冰川洪水、融雪洪水、冰川泥石流、雪崩等冰雪灾害的发生，这些灾害严重威胁了当地居民居住地和重要国防干线的安全运营^[9-11]。预计随着气候的变暖，未来30-50年内我国西部山区的融雪洪水和冰川泥石流灾害将随着融雪径流的增加而增多，还可能形成若干新的灾害点^[12]。因此，开展积雪在融化过程中的时空变化特征的研究，对水资源的利用和冰雪自然灾害的防范具有重要的理论意义和实际应用价值。

地面台站及遥感是积雪观测最主要的两种手段，地面台站观测虽然可以获取长时间序列的积雪信息，但是由于观测台站大多位于地势平坦的城镇周边及河谷地区，空间连续性较差，在一些偏远地区以及高寒高海拔地区就无法对积雪进行观测，不能及时、全面、准确地得到积雪分布状况^[13]。遥感技术具有宏观、快速、多时相和多谱段这些优点，在气象资料不足、气候条件恶劣的山区，相比较那些常规探测手段能够更加全面、准确的监测积雪变化信息，弥补了常规观测资料水平分辨率较低以及投入较大等不足，是唯一能够反映大范围积雪覆盖状况和变化的手段^[14-15]。关于天山山区的积雪时空变化问题的研究意见有了许多进展。张文博等通过使用MODIS数据分析了天山山区积雪变化特征，研究结果表明，2002—2009 年8年间天山积雪日数多的区域年际积雪日数变化相对稳定，积雪日数少于40天的区域积雪日数的变异系数最大^[16]；杨青等利用天山山区17个气象站1959—2003年的45年的气象观测资料对天山积雪的变化进行了研究，结果表明最大积雪深度具有明显的增加趋势^[11]；陈晓娜等研究了玛纳斯河流域积雪年际变化和年内分配状况，结果表明研究区呈现初雪日的推迟和积雪日数减小的趋势^[17]。以上文献表明针对天山山区积雪已开展了不少研究，已有的研究普遍以积雪面积的时空变化作为研究主体，却忽略云遮对于遥感数据中积雪面积的影响，而本文不仅仅对积雪面积的时空分布进行了研究，而且对积雪的状态变化也进行了具体分析，给出了雪粒径与雪面温度在融雪过程中的时空变化特征。MODIS数据由于具有时间分辨率高和空间分辨率较高等特点，逐渐成为目前进行大范围积雪动态监测的重要数据源^[18]。MODIS 8天最大值合成产品(MOD10A1和MYD10A2)在大多数时间不受云遮的影响，是目前大部分学者分析积雪时空变化特征采用的数据源，但是该产品在对积雪面积的监测普遍存在着高估现象，从而造成分析结果与实际存在着一定的差距^[19]。

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