冰冻圈遥感：助力“三极”大科学计划
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冰冻圈遥感研究进展
冰冻圈遥感技术研究进展
冰冻圈遥感始于 1961 年，但直到 1990 年以后，随着对地观测技术的飞速发展，冰冻圈遥感才取得了迅猛发展。特别是 21 世纪以来，新型、先进传感器的涌现，以及专门针对冰冻圈研究的卫星成功发射和运行，如 NASA 的 ICESAT 卫星和欧洲航天局 CryoSat 卫星，使冰冻圈遥感的发展生机勃勃。
用于冰冻圈观测的遥感技术主要包括： 可见光/红外遥感技术。目前，正朝着长时序、高光谱、高空间和高时间分辨率、大幅宽和三维信息获取等观测能力方向发展。 微波遥感技术。作为主动微波遥感核心传感器的 SAR 技术发展迅速，应用该技术的卫星及后续的雷达卫星任务计划大多具有双站/或星座协同观测、极化干涉测量、三维/四维信息获取、高分宽幅数据采集或超高分辨率观测能力，可实现冰冻圈表面动态过程高精细、大尺度和时间连续的监测与评估。 激光、重力及其他新型遥感技术。激光雷达卫星也从单个点观测向点云观测发展，已有的重力卫星已经在大尺度物质平衡中取得了创新性的进展。未来，该类技术将在提升空间分辨率方面取得突破，其他新型遥感技术（如微光遥感）也尝试用于冰冻圈要素提取。
冰冻圈遥感应用研究进展
遥感技术最大的优势在于获取大范围冰冻圈要素的信息，最为显著的成就为利用多源遥感数据评估全球冰川物质平衡及对海平面上升的贡献量。而南极、北极和山地冰冻圈遥感应用具有不同区域的科学问题和技术手段。山地冰冻圈遥感主要围绕冰川、积雪、冻土制图与变化监测，以及这些冰冻圈要素变化对区域生态环境和水资源的影响等开展遥感应用研究。南极冰冻圈遥感应用研究除了评估南极冰盖物质平衡以外，主要针对冰架崩解、触地线、海冰等开展遥感监测；其中，南极制图也是一项重要的科学任务。根据被动微波亮度温度遥感数据获取的长时间序列海冰产品发现，与北极海冰快速减少不同，南极海冰过去数十年变化不大，甚至略有增加。
在北极地区，主要科学问题包括格陵兰冰盖快速融化、北极海冰快速减少，以及冰冻圈退缩对北极航道的影响等；此外，北极气候放大效应、泛北极地区积雪变化、多年冻土退化产生的生态与工程效应也受到广泛关注。星载、机载和地基遥感观测在北极开展的研究较多，对于北极变化的认知有了较大提升；同时，全球也已发起较多北极观测研究的国际计划，如国际北极漂流冰站计划（MOSAiC）、全球冰冻圈观测计划（GCW）、北极综合观测系统项目（INTAROS）等。格陵兰冰盖与南极冰盖物质平衡均为负，但是其消融机理存在差异。主被动微波遥感资料均显示：格陵兰冰盖表面消融逐年增强，这使得冰盖表面反照率进一步降低以吸收更多的热量，加速了融化；南极冰盖的消融主要在冰盖边缘，其物质损失以冰架崩解为主，事实上近年来也观测到南极冰盖表面的消融在加剧。毫无疑问，北极海冰快速减少是最值得关注的问题。利用遥感技术不仅能监测到海冰范围的减少，还能识别出海冰类型的变化，而遥感观测到的海冰表面融池的大小和数量正在成为海冰消融的关键因素。
综上所述，对于区域冰冻圈遥感，北极地区目前被认为最重要，投入项目最多且成果也最多，是研究热点区域；南极地区主要是根据各国家的国力配置和科学家自由探索为主；山地冰冻圈则由各地区自主开展相关研究。