辽东湾海冰反射特性

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1、第!"卷!第#期!!!!!!!!!!!!光谱学与光谱分析$%&'!"!(%'#!))*,"+-*,"#+"*"年#月!!!!!!!!!!!!.)/012%30%)4567.)/0125&865&4393:;&4!+"*"!辽东湾海冰反射特性许占堂*!+!杨跃忠*"!王桂芬*!曹文熙*!孔祥鹏!*N中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境动力学重点实验室!广东广州!=*"!"*+N中国科学院研究生院!北京!*"""<,!N大连海事大学环境科学与工程学院!辽宁大连!**H"+H摘!要!海冰反照率是研究海冰表面特

2、性%海冰分布%海冰厚度和极地气候的重要光学量之一&将卫星于不同位置所测量到的海冰双向反射率准确地转化为相应的反照率的值!对于获得大规模海冰的时空特性是非常重要的&研究了辽东湾海冰反照率与海冰双向反射分布函数之间的相关关系&结果表明)"*#反照率与海冰组分密切相关!海冰表层颗粒物浓度越高!反照率#""#的值越小!气泡的含量越高!#""#越大("+#当仪器探头天顶角6为"n时!所测量的双向反射因子JE与反照率#""#的值是相似的(随着6的增大!JE的值逐渐增大!且与探头方位角的相关性逐渐增强(当6的值等于太

3、阳天顶角H!n时!JE的值最大!且与探头方位角的相关性最强("!#不同类型的冰具有不同的各向异性反射因子&关键词!反照率(双向反射(各向异性反射因子(光谱中图分类号!Y#!!!!文献标识码!8!!*(+!*"'!,H<"K'9336'*"""-"=,!#+"*"$"#-*,"+-"H存在!海冰情态的变化可以作为气候变化的指示器*!-#+!海引!言冰反照率是海冰与大气能量相互关系的一个关键因子*>+&国外已经有很多的学者研究了北极与南极海冰的反照率!!!我国结冰最严重的海域是辽东湾&由于冰区内海上生产R2

4、/6E/&&等研究了海冰覆盖着不同厚度的雪与不同晶体结构活动日益频繁!需要详细了解海冰的分布情况!这包括结冰的雪对反照率的影响*,+!发现雪的厚度在不超过光学厚度的区的时空分布和海冰厚度的分布&在渤海海区!早期的海冰情况下!反照率的值随着雪的厚度的增加而增加&R2/6E/&&的测量方法包括船舶监测%飞机监测和雷达观测等手段!但研究了季节变化过程中反照率时间上与空间上的进化过是这些观测手段无法实现对海冰大尺度和实时性观测的需程**"+!发现反照率的值随着冰雪的溶化而减少&另外Y/2%b-求&随着空间技术的

5、发展!卫星资料成为获取海冰资料的重***+和运用现有的数据对雪'90O研究了多年生海冰的反照率要途径&冰反照率进行反演**++等&利用卫星数据推导海冰反照率是研究海冰的重要方法之然而利用卫星数据推导海冰反照率存在着一定的局限一&各个波段所对应的反照率光谱的值可以反映出不同物体性!由于卫星的遥感探头视场角较小!导致它只能测量一定所对应的各自的物理特征&因此通过分析海冰反照率的资角度内的辐亮度的值!在晴天的情况下!反射辐射场可能是料!可以获得海冰的密集度%冰厚和海冰表面特性等一些信非等向性的!当卫星探头处于

6、不同的方位角和天顶角时!它息&目前国内已经有许多学者做了关于利用反照率去提取海所测量的辐亮度的值也可能是不同的**!+&另外太阳高度角冰信息的研究工作!如郑新江等人利用在可见光波段海冰与对反射辐射场也可能具有很大的影响&为了验证以上的可能海水的反照率的差异对海冰进行区分!同时还建立了反照率性!本次研究在辽东湾附近测量了!种不同类型的海冰!发与冰厚的经验公式!通过反照率的值来反演不同类型海冰的现了海冰的双向反射因子随探头的天顶角和方位角的变化关厚度**+&又如吴龙涛等利用_CPT.的*]级数据进行渤海海系

7、!并且得出不同类型冰的各向异性反射因子L也是不同冰参数的反演!提取出可见光波段反照率的值!结合亮温值的!因此在利用卫星所测量得到的双向反射率推导海冰反照来分析海冰密集度与冰厚等数值*++&由于北极与南极海冰的率时!应乘以相应类型冰的L因子!才能获得比较准确的海!收稿日期!+"",-*"-",%修订日期!+"*"-"*-">!基金项目!国家1>H!2探索性项目"+""H88",*=<#和国家自然科学基金项目"<">#H"=##资助!作者简介!许占堂!*,>"年生!中国科学院南海海洋研究所在读博士研究生!

8、!/-I59&)L;K956156S!*H!N0%I"通讯联系人!/-I59&)g;&9!3039%N50N06第#期!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!光谱学与光谱分析*,"!冰反照率的值&本次实验从现场中获得了!种类型冰的L因所调查的数据相一致**<+&子&!!本文采用国内自主设计的专门用于海冰测量的海冰高光谱辐射测量系统!测量了海冰的反照率和双向反射&海冰高*!现场实验光谱辐射测量系统可实现三个通道的同时测量!光谱仪波长范围为!!