青海省積雪監(jiān)測與青南牧區(qū)雪災(zāi)預警研究.pdf

1、季節(jié)性雪被對水文過程和氣候具有重要的作用。積雪覆蓋面積的動態(tài)變化對水體和能量循環(huán)以及社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境均具有重大的影響。而且積雪融水是干旱、半干旱地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的重要水源。冬春季降雪是制約我國牧區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展的重要因素。積雪不僅會掩埋牧草，造成畜牧草料供應(yīng)不足，而且在沒有飼草儲備或儲備不足的牧區(qū)，造成大批家畜因凍餓而死亡的情況，從而發(fā)生“雪災(zāi)”。青海草原遼闊，草原面積3647×104ha，其中可利用草地面積3161×104ha，是我國六大牧

2、區(qū)之一。雪災(zāi)是青海牧區(qū)冬春季節(jié)的主要自然災(zāi)害，每年10月至次年4月這一時段，青海牧區(qū)玉樹、果洛、黃南南部、海南南部、祁連山等地區(qū)極易出現(xiàn)局地或區(qū)域的強降雪天氣過程，加之氣溫較低，積雪難以融化，時常造成大雪封山、凍死、餓死牲畜，使牧區(qū)人民生命財產(chǎn)遭受巨大損失。
　　 應(yīng)用遙感技術(shù)動態(tài)監(jiān)測積雪的覆蓋面積和反演積雪深度對牧區(qū)雪災(zāi)監(jiān)測與評價具有重要意義。本文首先利用可見光MODIS每日積雪產(chǎn)品具有較高空間分辨率(500m)和被動微波AM

3、SR-ESWE不受云影響的特點，合成具有較高積雪識別率的用戶自定義每日積雪產(chǎn)品，用于監(jiān)測青海積雪覆蓋面積；其次用被動微波AMSR-EBT每日產(chǎn)品，結(jié)合氣象地面臺站數(shù)據(jù)，反演青海積雪深度；然后利用MODISEVI數(shù)據(jù)結(jié)合地面實測，反演青南牧區(qū)草地地上生物量；最后依據(jù)前面研究得到的積雪覆蓋面積、積雪深度、草地載畜量結(jié)合青南牧區(qū)其他數(shù)據(jù)庫，對建立青南牧區(qū)雪災(zāi)預警及風險評估模型作方法性研究，以期為青海積雪監(jiān)測和青南牧區(qū)雪災(zāi)預警提供科學依據(jù)。

4、r>　　 通過本文的研究，可以得出如下結(jié)論：1)以青海省為研究區(qū)，用MODIS/Terra和MODIS/Aqua的每日積雪產(chǎn)品合成新的積雪影像(MOYD10A1)，該影像的圖像云量比MOD10A1、MYD10A1減少了大約14％。青海用戶自定義合成的積雪影像MOYD10A1在各種天氣條件下的積雪分類精度為43.7％(MOD10A1的積雪分類精度為43.5％，MYD10A1的積雪分類精度為27.7％)。用MOYD10A1和AMSR-ES

5、WE用戶自定義合成積雪影像MA10A1的積雪分類精度為54.5％，陸地分類精度為89.2％，總分類精度(雪+陸地)為85.5％。2)利用2003-2008年5個積雪季(10-3月)降軌AMSR-E18和36GHz波段的水平和垂直極化亮溫數(shù)據(jù)，結(jié)合43個氣象臺站的實測雪深、日最高溫等氣象數(shù)據(jù)，分析青海省影響雪深反演的因子，發(fā)現(xiàn)濕雪、融雪、大型水體、深霜層等因素嚴重影響雪深模型的建立，其中深霜層的影響最大。根據(jù)剔除不合理數(shù)據(jù)后的639對有效

6、樣本，用不同的亮溫差和實測雪深值作回歸分析，建立青海省基于AMSR-E亮度溫度數(shù)據(jù)的雪深反演模型SD=0.43(Tb18V-Tb36V)+2.06，用2002-2003年10-3月104對雪深大于3cm的樣本，對得到的線性回歸模型的反演精度進行評價。結(jié)果表明，公式反演的雪深值和實測值之間的各項誤差均比較小，可以用于監(jiān)測研究區(qū)雪深。3)以青南牧區(qū)為研究區(qū)，利用2006年8月和2007年8月的植被指數(shù)(MODIS-EVI)和草地地面樣方實測

7、值，建立草地地上生物量遙感反演模型，y=297.15e4.9492x(R2=0.5626，N=396)。用2008年草地地面樣方實測值代入該公式得出的估測值對比，平均誤差為21.06％，其精度為78.94％。依據(jù)陳全功的關(guān)鍵場理論，計算出2006年-2008年青南牧區(qū)14個縣的草地地上生物量、采食牧草總量、理論載畜量、冬春場載畜量和夏秋場載畜量。4)從草地畜牧業(yè)角度考慮青南牧區(qū)雪災(zāi)情況，利用遙感和地理信息技術(shù)結(jié)合本文第二章、第三章、第四