基于SMRT模型的北极多年冰上雪厚反演

L波段微波辐射传输模型可以模拟微波辐射信号在北极冰雪内的物理传播过程，是北极冰面雪厚反演的有效手段。然而当前可用于北极海冰积雪上L波段亮温模拟的模型非常有限，极大地限制了基于L波段微波辐射传输模型的雪厚反演算法的发展。2018年由欧空局赞助开发的积雪微波辐射传输模型（Snow Microwave Radiative Transfer model, SMRT）已被证实可以用于北极海冰积雪上的L波段亮温模拟，但还未有研究利用该模型进行北极雪厚反演。为此，文章利用2018年开发的新一代积雪微波辐射传输模型SMRT，开展了基于L波段辐射传输模型的北极多年冰上雪厚反演研究。文章首先在SMRT模型基础上改...

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Published in海洋开发与管理 Vol. 41; no. 6; pp. 15 - 34
Main Authors 范艳菲, 李乐乐, 庞春雨, 石立坚
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 海洋出版社有限公司 28.06.2024
中国海洋大学信息科学与工程学部海洋技术学院 青岛 266100%国家卫星海洋应用中心 北京 100081
Subjects
北极
雪厚反演
微波辐射传输模型
L波段亮温
L-band brightness temperature
Snow depth retrieval
Arctic
Microwave radiative transfer model
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ISSN1005-9857

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Summary:L波段微波辐射传输模型可以模拟微波辐射信号在北极冰雪内的物理传播过程，是北极冰面雪厚反演的有效手段。然而当前可用于北极海冰积雪上L波段亮温模拟的模型非常有限，极大地限制了基于L波段微波辐射传输模型的雪厚反演算法的发展。2018年由欧空局赞助开发的积雪微波辐射传输模型（Snow Microwave Radiative Transfer model, SMRT）已被证实可以用于北极海冰积雪上的L波段亮温模拟，但还未有研究利用该模型进行北极雪厚反演。为此，文章利用2018年开发的新一代积雪微波辐射传输模型SMRT，开展了基于L波段辐射传输模型的北极多年冰上雪厚反演研究。文章首先在SMRT模型基础上改进了积雪隔热效应计算这一前向模拟关键过程，简化计算的同时提高了模拟的准确性。然后选取L波段模型结合雷达高度计的雪厚反演算法展开研究，利用该算法对改进模拟过程的SMRT模型进行了雪厚敏感性分析，验证了SMRT改进模型应用于多年冰上雪厚反演的可行性。最后对2012年11月至2021年4月期间每年1—3月的月平均雪厚进行了反演，反演结果与雪厚数据集的对比分析表明，反演结果能较好地得到北极多年冰上雪厚分布。并利用2013—2015年OIB（Operation Ice Bridge）实测雪厚进行了准确性印证，反演结果与OIB实测雪厚的一致性较好，二者的均方根误差RMSE为0.07m，说明了基于SMRT模型的多年冰上雪厚反演算法的有效性。
ISSN:1005-9857