论文部分内容阅读
积雪是指覆盖与地面或冰面之上而形成的降雪雪层,其是冰冻圈最敏感的要素之一,对全球大气和海洋的热状况以及区域性气候都有重大影响。地球表面反照率的细微变化,都会影响地-气系统的能量平衡,进而引起气候变化。作为冰冻圈中最为敏感的要素,其变化对我国尤其是西部地区经济建设和人们的日常生活影响更为广泛和直接。在融雪径流模拟过程中,积雪反照率为其主要影响因子,其直接影响结果的准确性。因而,对于积雪光谱特性的研究就显得尤为重要,积雪面的反射特性以及雪的粒径、密度、含水量等物理属性都会影响其反照率,反照率随着雪的这些物理属性变化而变化。因此,研究积雪反射率的吸收特征和基于积反射率的积雪物理特性预测模型,对研究积雪的演变和春季融雪性洪水模型的率定有重要现实意义和理论价值。本研究从实际测定积雪光谱出发,对积雪光谱进行的预处理后,利用光谱变化、光谱特征参数、以及光谱吸收指数等方法,分析积雪光谱的基本特征,通过对积雪光谱日变化分析、不同深度积雪光谱变化、不同粒径积雪光谱分析积雪细部特征。并对积雪光谱进行主成分分析,分析积雪光谱各波段贡献率。积雪光谱曲线和积雪物理特性进行相关性分析后,选择积雪物理特性(粒径、密度、含水率)响应最敏感的光谱波段,建立综合积雪物理特性预测模型,利用实测积雪物理特性数据对预测模型进行验证与分析。结果表明:(1)积雪光谱曲线580nm、800nm、900nm、1025nm、1250nm、1500nm、2000nm、2250nm特征点参数,特征点的趋势斜率一致性很高,不同样品间同一趋势斜率的变化不大,基本保持水平状态。(2)光谱曲线吸收峰在谷底吸收位置,谷底波长位置反射率,吸收宽度、深度,SAI都表现出很好的近似性,变化幅度较小,在1025nm、1255nm波长位置的样品光谱曲线吸收指数都在1左右,而在1500nm附近的吸收指数平均达到10左右。(3)通过对实测积雪光谱日变化分析可知:积雪光谱随时间的变化,反射率逐渐下降。观测时,一天当中11时积雪反射率最高,15时反射率是一天当中积雪反射率最低值,17时反照率有所回升,为积雪冻融观测提供了新思路。(4)阳坡积雪密度预测模型复测定系数R2为0.774,阴坡积雪密度预测模型复测定系数R2为0.866,阳坡积雪含水率预测模型复测定系数R2为0.866,阴坡积雪含水率预测模型复测定系数R2为0.879,积雪粒径预测模型复测定系数R2为0.802,利用实测积雪物理特性数据对预测模型进行验证与分析,各预测模型NS效率系数都很高,预测模型对积雪物理特性的预测能够得到较好的应用效果。