近年来,积雪已经成为研究冰冻圈的主要内容。随着遥感技术不断发展,遥感数据成为积雪的主要数据来源。被动微波辐射数据由于其高时间分辨率、强穿透性以及以获取等优点,成为大尺度积雪深度研究的主要数据来源,尤其是对于地形复杂、站点布设不足、资料缺乏的山区,更是一种精度较高的数据来源。积雪深度水文模型中很重要的参数,是评估雪水资源的重要指标。为了了解天山山区积雪深度的分布情况,揭示天山山区积雪深度的时空变化规律,本文基于SSM/I数据开展了天山山区积雪深度遥感反演研究。本研究选用时间序列为1994年11月到2010年3月的天山山区32个气象站观测的地面日雪深数据以及对应时间序列的被动微波辐射SSM/I亮温数据。根据研究区的土地利用数据,结合研究区的不同下垫面的微波辐射特征,将下垫面划分为耕地、草地、林地、裸地四类,利用不同频率亮温差对雪深的敏感性差异,分别建立了这四种地物的积雪深度反演算法。并反演了天山山区的积雪深度,对天山山区积雪深度的时空变化进行了分析。并且结合研究区的高程、地势起伏度等地形信息,分析天山山区积雪深度的空间异质性。本研究得到的结论如下:(1)模型计算的误差呈正态分布,主要集中在±6 cm之间,其中草地的误差最小,仅为3.71 cm,林地的误差最大,为7.25 cm;积雪识别的准确度为84%;与标准算法相比,本文模型在天山山区具有更高的精度,但是在雪深较高的区间会存在一定程度的低估雪深。(2)在1994~2013年间,天山山区的积雪深度呈减小的趋势。以天山山脊线为界,在南北皆形成的高雪深区域,分别是天山中部的伊犁河谷区域和北坡的博尔塔拉地区。在天山东部和天山西南部的区域,主要是哈密地区和喀什地区,其雪深都很小。最大积雪深度在博格达峰附近的区域,多在50 cm以上,最小积雪深度位于哈密地区,仅有10 cm。其中最大积雪深度出现在1月中旬,为51 cm。(3)通过对积雪季每月的积雪深度进行分析,积雪深度的变化时呈单峰状变化,11月刚进入积雪季,积雪深度不大,最大积雪深度只有24 cm;在12月份,天山山区进入降雪高频期,大面积降雪,积雪深度不断加深,最大积雪深度达到50 cm;到了次年1月份,积雪深度继续升高,最大积雪深度达到51 cm,1月也是积雪深度最大的月份;2月份的积雪分布较1月的变化不大,最大积雪深度为46 cm;3月已经是积雪的后期,虽然最大积雪深度为44 cm。(4)在高程小于4500 m时,积雪深度随着高程的增加,呈增长趋势。但是当高程继续升高,积雪深度并没有保持增长的状态。最大积雪深度位51.5 cm。当高程超过4500 m时,积雪深度反而随着高程的增加而呈现出减小的趋势。(5)地势起伏度与积雪深度呈负相关,地势起伏度越大,积雪深度越小,反之,地势起伏度越小,积雪深度越大。积雪深度分布与地形的情况密切相关。在地势起伏小的区域,多为平原、台地、丘陵等地形,这些区域地面平坦,有利于积雪的积累,因此这些区域的积雪深度较大。地势起伏较大的区域多为山地,这些区域地形复杂,坡面多样,不利于积雪的积累,因此,积雪深度较小。