積雪被動微波遙感反演與積雪數(shù)據(jù)同化方法研究.pdf

1、中國科學院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所博士學位論文積雪被動微波遙感反演與積雪數(shù)據(jù)同化方法研究姓名：車濤申請學位級別：博士專業(yè)：地圖學與地理信息系統(tǒng)指導教師：李新20060501車濤博士論文積雪被動微波遙感反演與積雪數(shù)據(jù)同化方法研究原地區(qū)的總積雪儲量，成為我國大江大河的主要融雪水資源區(qū)之一。在積雪數(shù)據(jù)同化方面，首先介紹了積雪數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)的概念和背景，并討論了系統(tǒng)的組成和目標。以數(shù)據(jù)和模型的集成為研究思路，建立了融合積雪過程模型、積雪微波輻射傳

2、輸模型、優(yōu)化算法和誤差估計的積雪數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以同化積雪的常規(guī)觀測和被動微波遙感觀測。試驗表明積雪數(shù)據(jù)同化方法是融合積雪觀測和積雪模型的最佳手段，是積雪微波遙感的新方法。積雪數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)的試驗表明，1)從精度上，同化結(jié)果明顯優(yōu)于CLM單獨模擬結(jié)果，這是因為融合了瞬時觀測，修丁F了CLM模型運行軌跡，使得CLM模型在有觀測引入時，優(yōu)化其模擬的積雪狀態(tài)變量，同時也使下一個運行時刻的初始場更接近觀測值，誤差不斷得到釋放。2)從信息量上

3、，同化結(jié)果明顯優(yōu)于觀測數(shù)據(jù)，這是因為融合了過程模擬，隨著模型的動態(tài)演進，克服了觀測的不連續(xù)問題，系統(tǒng)每一個時刻的輸出均是有積雪過程模型的物理約束和瞬時觀測的?！篎。3)通過數(shù)據(jù)和模型的融合可以同時獲取積雪狀態(tài)變量(如雪深、雪密度、雪層溫度和液態(tài)水含量等)的最優(yōu)估計，解決了只依靠被動微波遙感反演積雪狀態(tài)變量的“欠定”反演問題。最后，分析了模型和觀測誤差、采樣集合數(shù)量、集合預報協(xié)方差矩陣在同化系統(tǒng)中的作用及其對同化結(jié)果的影響。最后對本論文積