玛纳斯河上游积雪变化及其与径流量相关性研究

论文摘要

积雪的动态研究是目前全球变化研究的热点,文章使用美国NSIDC DAAC（National Snow and Ice Data Center Distributed Active Archive Center, USA）提供的MODIS积雪覆盖八日合成数据产品MOD10A2。整个研究过程中,选用2000年11月到2009年4月玛纳斯河流域所涉及的MODIS影像数据作为遥感数据源,结合中国气象局下发1:25万新疆地区DEM数据和其他地理信息数据提取了玛纳斯河上游的积雪覆盖图。利用肯斯瓦特水文站的径流数据和流域相关气象站的数据来研究与雪盖相关性研究,并且还用了美国地质勘察局（USGS）提供的2003年1月4日的TM数据验证了MOD10A2产品数据的精确性,通过以上数据的整理和分析可以主要得到以下结论和成果:1)采用EOS/MODIS八日合成数据对积雪进行监测可有效降低云层对遥感影像的影响,以TM影像数据为“真值”,其准确度为95%,精度较高,在一段时间内可有效对地面实施监测,利用2000年11月到2009年4月积雪平均覆盖度,得出积雪覆盖度最大的月份出现在12月。2)2000-2009年玛纳斯河上游地区积雪覆盖率总体趋势上呈现低-高-低的走势。平均最大积雪覆盖率为0.876,其标准偏差为8%,变化幅度不大。3)1957-2007年玛纳斯河径流量历年平均约为14.459亿m3,从90年代中期开始年径流量显著增加;径流的年内分配不均,1-3月、4-5月、6-9月、10-12月占年径流总量的百分比分别为:4.38%、6.87%、80.14%、8.61%。4)利用不同高度带的积雪覆盖率,得到了不同高度带的积雪覆盖率衰减曲线,得出带1内积雪在3月底融化的速度最快,带2内积雪在4月中旬才迅速融化,并在6月融化完毕,带1和带2在6月下旬消融才停止并保持稳定;海拔较高的带3从3月开始的融化速度比较稳定,到6月下旬达到最低;带4的积雪覆盖率比较稳定,从5月下旬开始有下降的趋势,到6月底最低。5)研究了雪盖率与径流相关性,得出3月的积雪覆盖率与当年4月径流相关系数为-0.8175,并通过了显著水平0.005的检验;冬春季里最大月份的积雪覆盖率与次年6月径流的相关系数为-0.6496,并通过了显著水平0.05的检验;12月份的平均积雪覆盖率与次年5月份径流的相关系数约为0.5775,并通过了显著水平0.1的检验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景与研究意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.1.3 研究的主要内容
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 国内外积雪与径流量关系研究进展
• 1.2.2 国内外雪盖研究进展
• 1.2.3 关于玛纳斯河径流量的研究
• 2 玛纳斯河流域的地理状况与气候特征
• 2.1 概况
• 2.2 地貌特征和植被概况
• 2.3 土壤分布特征
• 2.4 气候特征
• 3 资料来源及处理方法
• 3.1 MODIS 探测器特点及其数据处理
• 3.1.1 MODIS 探测器特点
• 3.1.2 积雪信息提取与积雪覆盖制图
• 3.2 TM 图像数据的简介及其处理
• 3.2.1 TM 图像的技术参数与应用范围
• 3.2.2 基于TM 图像数据积雪信息提取
• 3.2.3 MODIS 数据产品精度验证
• 3.3 地理信息数据的应用
• 3.3.1 基于DEM 流域各分带积雪覆盖率的计算
• 3.4 气象水文数据
• 3.5 技术路线
• 4 玛纳斯河上游积雪变化特征分析
• 4.1 积雪的时间变化特征
• 4.1.1 积雪冬春季变化
• 4.1.2 积雪年际变化
• 4.1.3 积雪覆盖率衰减曲线
• 4.2 积雪的空间变化特征
• 4.2.1 海拔高度与积雪分布
• 5 玛纳斯河径流变化与积雪变化关系
• 5.1 玛纳斯河径流特征分析
• 5.1.1 径流丰枯等级的划分标准
• 5.1.2 径流季节变化特征分析
• 5.1.3 径流的年内分配
• 5.1.4 径流的年际变化特征分析
• 5.2 玛纳斯河流域融雪径流特征分析
• 5.2.1 融雪径流与气温变化的关系分析
• 5.2.2 融雪径流与雪盖变化的关系分析
• 结论与展望
• 参考文献
• 在读期间发表的论文
• 后记