浅谈基于NOAA数据的北亚冻土变化研究摘要：冻土是高纬度高海拔地区普遍存在的一种特殊土体。分为永久性冻土和季节性冻土，它们约占北半球面积的79%，作为世界上面积最大的国家，俄罗斯的冻土面积占有相当大的比重。从20世纪70年代至今，卫星遥感技术的使用促进了冻土研究的快速发展。主要针对俄罗斯亚洲部分的NOAA遥感影像进行预处理，根据AVHRR数据的波段特性使用分裂窗算法对地表温度进行计算，解译出永久性冻土和季节性冻土，并统计其冻土面积的变化，得出了俄罗斯北亚地区的永久性冻土正在逐年退化为季节性冻土的结论，并对其产生的原因及危害进行了分析。关键词：俄罗斯；冻土；分裂窗算法；地表温度中图分类号：P208；P931.8文献标识码：A文章编号：1672-1683（2010）06-0001-03StudyontheFluctuationsofFrozenSoilinRussia(NorthAsian)RegionBasedonNOAAImageZHANGFa-wang1,CHENGYan-pEi1,HANXu2,FENGZhong-ke2,DONGHua1(1.TheInstituteofHydrogeologyandEnvironmentalGeology,CAGS,Shijiazhuang050061,China;2.InstituteofGIS,RS&GPS,BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China)[JZ)]Abstract:Frozensoilisawidespreadkindofsoilathighaltitudesandlatitudes.Itisdividedintotwoparts,permafrostandseasonallyfrozen.Itaccountsforabout79%ofnorthernhemisphere.Asthelargestcountryintheworld,thefrozensoilareaoccupiesalargeproportioninRussia.Theuseofsatelliteremotesensingtechnologyhaspromotedtherapiddevelopmentofpermafrostresearchsince1970s.Inthispaper,wemadepreprocessingforNOAAremotesensingdatainAsianpartofRussia.AccordingtothebandcharacteristicsofAVHRRdata,weusedasplitwindowalgorithmtocalculatesurfacetemperature.Weinterpretedpermafrostandseasonallyfrozensoil,andaddedupthechangeoffrozensoilarea.Theconclusionwasthatpermanentwasbeingdegradedforseasonallyfrozensoileveryyear.Wealsoanalyzedthereasonsandthehazards.Keywords:Russia;frozensoil;split-windowalgorithms;landsurfacetemperature.1研究区概况俄罗斯是世界上领土面积最大的国家，位于欧洲东部和亚洲北部，其中亚洲领土面积约为1110×104km2，占亚洲总面积的1/4。北邻北冰洋，东濒太平洋。北冰洋沿岸属寒带气候，太平洋沿岸属温带季风气候。从北到南依次为极地荒漠、苔原、森林苔原、森林、森林草原、草原带和半荒漠带。俄罗斯全年温差普遍较大，1月平均温度为-1℃～-37℃，7月平均温度为11℃～27℃。纬度越高，平均温度越低。俄罗斯的大部分区域是冻土，冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤，分为永久性冻土和季节性冻土，冻土随纬度和垂直高度而变化。永久性冻土，指的是持续三年或三年以上的冻结不融的土层；季节性冻土，是指地表层冬季冻结、夏季全部融化的土。自高纬度向中纬度，永久冻土埋深逐渐增加，厚度不断减小，年平均地温相应升高，由连续多年冻土带过渡为不连续多年冻土带、季节冻土带。俄罗斯（北亚）地区，永久性冻土主要集中在北部和东部，年平均气温0℃以下，永久冻土带从700.06km长的西伯利亚亚马尔半岛一直向北极延伸，西伯利亚北部永久性冻土的厚度为200m左右，最厚可达620m，活动层小于0.5m；季节性冻土主要存在于永久性冻土带边缘及乌拉尔山以西。2遥感影像的选取及处理对于俄罗斯冻土的变化研究，需要选取合适的不同时相Fig.1TopographicmapsofRussia(NorthAsia)region的遥感影像。对于这种范围广、面积大的大尺度区域变化研究来说，NOAA是非常适合的遥感影像。NOAA卫星是从20世纪70年代末至今一直在使用的气象卫星，影像时间跨度非常大，成像周期12h，同一地区每天可有2次过境机会。其中，选取AVHRR数据下载处理，进行研究。AVHRR是NOAA卫星的主要探测仪器，是一种五光谱通道的扫描辐射仪，其星下点分辨率为1.1km×1.1km。在官方网站上下载AVHRR数据1989年、1999年、2009年三个时相7月上旬的数据，以便于同季节的比较，其分辨率为1km。首先要对NOAA影像进行预处理，...