积雪作为冰冻圈的重要组成部分,是影响大气环境的重要因子之一。积雪范围是重要的积雪参数,也是全球许多气候模型的重要输入参数。针对2000年前北半球较高空间分辨率和高精度的历史积雪范围数据缺失问题,本研究主要利用NOAA-AVHRR CDR地表反射率产品,以Landsat-5 TM生成的积雪范围影像作为参考真值,获取了基于多级决策树积雪识别算法的最优阈值,建立适合北半球的积雪识别算法。此外,针对AVHRR在高纬度地区数据完全缺失和低纬度地区数据部分缺失问题,利用微波雪深数据集填补空缺值,并结合隐马尔科夫模型去云,叠加温度掩膜和水体掩膜,生成了一套北半球AVHRR 1988—1999年5 km逐日积雪范围数据集,然后结合气象站台雪深数据和高分辨率遥感数据验证其精度,最后计算相关积雪物候参数并进行时空变化特征分析,具体研究工作及成果有以下三个方面:（1）北半球积雪范围数据集的制备。以Landsat-5 TM影像为训练样本,针对北半球获取基于AVHRR的积雪识别算法最优阈值,建立适合北半球的积雪识别算法,并结合云识别算法生成了AVHRR L1级积雪范围数据集。然后,利用1988—1999年北半球0.25度长时间序列雪深数据集,通过微波雪深插值法填补空缺值,生成了AVHRR L2级积雪范围数据集。最后,采用隐马尔科夫模型构建能量时空函数进行去云处理,叠加温度掩膜和水体掩膜生成AVHRR L3级积雪范围数据集,即1988—1999年北半球AVHRR逐日无云积雪范围数据集。（2）北半球积雪范围数据集的精度评估。首先利用气象台站雪深数据对各级AVHRR积雪范围数据集进行精度验证,各级数据集的总体精度较高,L1级、L2级、L3级积雪范围数据集总体精度分别为83.73%、86.12%和87.20%。其次通过TM参考积雪范围影像对各级AVHRR积雪范围进行精度验证,总体精度分别为82.50%、86.24%和89.48%,总体验证精度较高。此外,针对AVHRR L3级数据,进一步分析了北半球典型积雪区的气象台站验证精度和TM验证精度,总体精度分别为84.32%和89.92%。最后,分析了不同地表类型的气象台站验证精度和TM验证精度。结果表明,AVHRR积雪范围数据集与参考真值基本相吻合,耕地和草地类型覆盖下对积雪识别的能力较强,而在林地覆盖下,漏分误差相对较大,但该北半球积雪范围数据集的总体精度较高,数据具有一定可靠性。（3）北半球积雪物候时空变化特征。计算北半球积雪面积的日、月、年变化趋势,及积雪初日、积雪终日和积雪日数的时空变化规律,以揭示北半球的积雪分布和变化特征。结果表明,北半球年均积雪面积整体呈略微下降趋势,年均积雪面积、年均积雪面积最大值和年均积雪面积最小值三者整体变化趋势一致,并呈现一定的季节性规律;受全球气候等因素的影响,积雪初日、积雪终日和积雪日数都呈现一定的纬度特征,其中积雪日数除高山区外,整体随纬度的增加而增加,且在中纬度地区呈略微减少趋势,在高纬度地区呈略微增加趋势。积雪初日和积雪终日有明显的区域性差异,整体呈纬度越高,海拔越高,积雪初日越早,积雪终日越晚,积雪日数越长的特点。