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在全球气候与环境快速变化的背景下,北极海冰的变化对北极局地及全球的大气、海洋、生态系统有显著的影响。准确获取北极海冰变化信息,是研究极区生态环境、地球气候系统和极端天气事件等一系列重大问题的关键。伴随着北极海冰的持续剧烈变化,加强对北极海冰变化的深入研究变得尤为紧迫。覆盖在海冰表面积雪的热传导率小于海冰一个数量级,使其具有显著的隔热效果,因此,相对海冰较薄的冰表积雪层,能有效阻碍海冰和外界大气的热量交换,对海冰表面与大气间的热通量产生很大影响。此外,海冰表面的积雪深度也是影响海冰厚度卫星测高反演精度的关键参数,积雪深度的估算精度直接影响海冰厚度和体积的估算精度。同时,高精度的海冰厚度卫星测高反演结果,将有利于获得更为准确的海冰厚度变化信息,可为极地相关领域研究提供基础资料与参考,为北极航道开发利用和我国“冰上丝绸之路”的建设提供重要服务与支撑。目前,已有的北极海冰表面积雪深度模型是基于早期观测数据构建的,随着北极海冰的快速变化,多年海冰逐渐向一年海冰转变,现有模型估算的积雪深度的偏差越发显著,不能反映当今北极海冰表面积雪深度情况。同时,当今北极海冰厚度卫星反演时,依然使用年代较久的积雪深度模型反演结果作为积雪深度输入参数,会对海冰厚度估算结果的不确定性产生重要影响,难以为相关领域研究提供高精度的海冰厚度信息。围绕上述问题,本文开展了以下几个方面的研究:（1）多代被动微波亮温数据间的交叉定标研究通过对比Meier和Cavalieri（MC）以及Dai（DA）交叉定标方法,探讨被动微波遥感数据F13-SSM/I与F17-SSMIS的最优定标模型;研究以F13-SSM/I为基准,将F17-SSMIS数据向F13-SSM/I方向定标,与以F17-SSMIS为基准,将F13-SSM/I数据向F17-SSMIS方向定标结果的差异,分析被动微波遥感数据间的定标方向,综合获得长时序统一的亮温数据。（2）基于多源观测数据的海冰表面积雪深度模型重构研究通过建立被动微波亮温数据与机载积雪深度数据（OIB）的回归模型,尝试构建一年冰表面积雪深度反演模型（LPJF）,并将该模型与现有Markus积雪深度模型反演结果进行比较,以获得更为准确的一年海冰表面积雪深度信息。再利用物质平衡浮标观测的积雪深度数据（IMB）,尝试构建多年冰表面积雪深度模型（LPJM）,并与现有W99积雪深度模型估算的结果进行比较,获得更为准确的多年冰积雪深度信息。（3）不同积雪深度输入的海冰厚度反演结果的比较与评估以IMB浮标观测的海冰厚度数据作为验证数据,将LPJF+LPJM积雪深度作为输入参数反演的ICESat和CryoSat-2海冰厚度,与0.5W99+W99和Markus+W99积雪深度作为输入参数反演ICESat和CryoSat-2海冰厚度进行比较评估,同时与NASA-JPL发布的海冰厚度产品以及ESA-AWI发布的海冰厚度产品进行对比分析,获得北极高精度的海冰厚度信息。（4）融入海冰厚度信息的北极航线规划研究与系统开发研究在当前仅考虑海冰密集度信息进行北极船舶航线规划的基础上,通过融入海冰厚度信息,开展考虑多源冰情参数进行北极航道航线规划的方法。同时设计开发一套基于UWP平台、.NET框架以及GIS二次开发平台的北极航道航线规划系统,实现北极航道航线自动规划与适航可视化功能。主要研究结论可概括为:（1）被动微波亮温数据间的交叉定标方面通过比较DA和MC方法的数据交叉定标结果,发现使用MC方法对被动微波19H、19V、22V、37H和37V五个通道亮温数据的校正效果要优于DA方法,对降低多代被动微波亮温数据间的差异效果显著;此外,以F13-SSM/I为基准,将F17-SSMIS数据向F13-SSM/I方向定标结果优于以F17-SSMIS为基准,更有利于实现多代被动微波亮温度数据的延长与统一。（2）北极海冰表面积雪深度模型重构方面采用GRHice（37H,19H）是构建一年冰表面积雪深度模型（LPJF）的最优指标;利用IMB浮标观测数据构建的多年冰表面积雪深度模型（LPJM）优于W99模型估算积雪深度的精度。通过本文重构的北极海冰表面积雪深度模型（LPJF+LPJM）进行海冰表面积雪深度反演,显著提高了北极积雪深度的估算精度。（3）不同积雪深度输入估算海冰厚度的结果比较方面基于LPJF+LPJM积雪深度反演的ICESat和CryoSat-2海冰厚度分别与基于0.5W99+W99以及Markus+W99积雪深度反演的海冰厚度进行比较,发现采用LPJF+LPJM雪深估算的海冰厚度具有较高的精度,同时优于现有NASA-JPL和ESA-AWI发布的海冰厚度产品。（4）北极航道适航最优路径与航线规划系统方面在仅考虑海冰密集度单要素冰情的情况下,规划的航线穿过了海冰密集度值较低的海冰区,而综合考虑海冰密集度和海冰厚度信息求解的航线则穿过了海冰密集度值略高但海冰厚度较薄的冰区,使得规划的航线航程更短。开发实现了具有冰情信息智能获取、航线动态规划、多维冰情信息可视化等功能的北极航道航线规划系统。