冰凍圈遙感：助力“三極”大科學計劃
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冰凍圈遙感研究進展
冰凍圈遙感技術研究進展
冰凍圈遙感始于?1961?年，但直到?1990?年以后，隨著對地觀測技術的飛速發展，冰凍圈遙感才取得了迅猛發展。特別是?21?世紀以來，新型、先進傳感器的涌現，以及專門針對冰凍圈研究的衛星成功發射和運行，如?NASA?的?ICESAT?衛星和歐洲航天局?CryoSat?衛星，使冰凍圈遙感的發展生機勃勃。
用于冰凍圈觀測的遙感技術主要包括： 可見光/紅外遙感技術。目前，正朝著長時序、高光譜、高空間和高時間分辨率、大幅寬和三維信息獲取等觀測能力方向發展。 微波遙感技術。作為主動微波遙感核心傳感器的?SAR?技術發展迅速，應用該技術的衛星及后續的雷達衛星任務計劃大多具有雙站/或星座協同觀測、極化干涉測量、三維/四維信息獲取、高分寬幅數據采集或超高分辨率觀測能力，可實現冰凍圈表面動態過程高精細、大尺度和時間連續的監測與評估。 激光、重力及其他新型遙感技術。激光雷達衛星也從單個點觀測向點云觀測發展，已有的重力衛星已經在大尺度物質平衡中取得了創新性的進展。未來，該類技術將在提升空間分辨率方面取得突破，其他新型遙感技術（如微光遙感）也嘗試用于冰凍圈要素提取。
冰凍圈遙感應用研究進展
遙感技術最大的優勢在于獲取大范圍冰凍圈要素的信息，最為顯著的成就為利用多源遙感數據評估全球冰川物質平衡及對海平面上升的貢獻量。而南極、北極和山地冰凍圈遙感應用具有不同區域的科學問題和技術手段。山地冰凍圈遙感主要圍繞冰川、積雪、凍土制圖與變化監測，以及這些冰凍圈要素變化對區域生態環境和水資源的影響等開展遙感應用研究。南極冰凍圈遙感應用研究除了評估南極冰蓋物質平衡以外，主要針對冰架崩解、觸地線、海冰等開展遙感監測；其中，南極制圖也是一項重要的科學任務。根據被動微波亮度溫度遙感數據獲取的長時間序列海冰產品發現，與北極海冰快速減少不同，南極海冰過去數十年變化不大，甚至略有增加。
在北極地區，主要科學問題包括格陵蘭冰蓋快速融化、北極海冰快速減少，以及冰凍圈退縮對北極航道的影響等；此外，北極氣候放大效應、泛北極地區積雪變化、多年凍土退化產生的生態與工程效應也受到廣泛關注。星載、機載和地基遙感觀測在北極開展的研究較多，對于北極變化的認知有了較大提升；同時，全球也已發起較多北極觀測研究的國際計劃，如國際北極漂流冰站計劃（MOSAiC）、全球冰凍圈觀測計劃（GCW）、北極綜合觀測系統項目（INTAROS）等。格陵蘭冰蓋與南極冰蓋物質平衡均為負，但是其消融機理存在差異。主被動微波遙感資料均顯示：格陵蘭冰蓋表面消融逐年增強，這使得冰蓋表面反照率進一步降低以吸收更多的熱量，加速了融化；南極冰蓋的消融主要在冰蓋邊緣，其物質損失以冰架崩解為主，事實上近年來也觀測到南極冰蓋表面的消融在加劇。毫無疑問，北極海冰快速減少是最值得關注的問題。利用遙感技術不僅能監測到海冰范圍的減少，還能識別出海冰類型的變化，而遙感觀測到的海冰表面融池的大小和數量正在成為海冰消融的關鍵因素。
綜上所述，對于區域冰凍圈遙感，北極地區目前被認為最重要，投入項目最多且成果也最多，是研究熱點區域；南極地區主要是根據各國家的國力配置和科學家自由探索為主；山地冰凍圈則由各地區自主開展相關研究。