基于RS和GIS技术的贵州省植被生态环境监测分析

为阐明贵州省植被生态环境变化的整体状况,基于RS和GIS技术,应用美国国家航空航天局最新的全球植被指数变化研究数据（GIMMS）,通过计算月归一化植被指数（NDVI）变化率,并对研究区一元线性回归模拟,分析了贵州省1982年-2003年的地表植被覆盖。结果表明：22年来,研究区植被覆盖呈增加趋势,表明贵州省植被生态环境向好的方向发展;贵州省平均植被覆盖在春季和秋季呈上升趋势,夏季和冬季呈下降趋势,其中春季对植被覆盖总变化量的贡献最大;植被覆盖程度增减因区域不同而异,变化程度呈增加的区域主要位于贵,ki-I省的中部地区;变化程度呈减小的区域分布在贵州省的四周边缘。     

亚洲季风强弱年蒙自市大气环境容量差异估算

利用区域空气质量模式WRF-Chem,对亚洲季风气候变化背景下云南省蒙自市大气环境容量进行模拟评估.根据标准化南亚夏季风指数分别选取2005年和2015年为强、弱季风年.对2015年四季（以1月、4月、7月和10月为代表月）和2005年夏季（7月为代表月）的主要大气污染物浓度进行模拟.结果表明蒙自市2015年全年CO、NO₂、SO₂、PM_2.5、PM₁₀的大气环境容量分别为120.31、1.127、1.875、1.267、1.688（×10⁴t/a）,其中各污染物冬季大气环境容量最小,春季的最大（PM₁₀除外）,且PM_2.5在冬季排放量已饱和.强季风年相对弱季风年夏季CO、NO₂、SO₂、PM_2.5、PM₁₀的大气环境容量分别提升4.81%、3.86%、12.6%、18.4%、8.7%,其中PM_2.5的容量提升最高.亚洲季风年际变化对云南高原空气质量及大气环境容量具有重要的调制作用.     

近10年中国大陆 MODIS 遥感气溶胶光学厚度特征

应用2001—2010年 MODIS 大气气溶胶光学厚度(AOD)资料,分析中国550 nm AOD 年和季节平均分布.还选取了10个代表性区域,分析 AOD 变化特征.这些分析建立起了近10年来中国气溶胶光学厚度的气候学特征:中国年平均AOD 空间区域分布中心大体呈现两低两高.两低中心位于植被覆盖度高和人烟稀少的(1)黑龙江和内蒙古东北高纬度地区(~0.2);(2)川、滇与青藏高原交界的西南高海拔地区(0.1~0.2).一个 AOD 低值带(0.2~0.3)连接这两个低中心,呈东北西南走向跨过中国大陆.在此低值带两侧,各有一片 AOD 高值中心(~0.8):(1)人口密集和工业化发展带来的大量人为气溶胶形成了一个覆盖了华北、长江流域(从四川盆地,两湖地区到长三角)到华南珠江三角洲相联的大片高 AOD 中心区域;(2)以沙尘为主的自然气气溶胶造就了西北塔克拉玛干沙漠及周边高 AOD 区.中国 AOD 这一两低两高区域分布特征基本保持四季不变,但其中心强度呈现各自区域性季节变化.中国春季 AOD 高值区的面积最大,其次是夏季,然后是秋季,面积最小的是冬季.南方 AOD 月变化规律多为双峰型,即3—5和8—9月出现2次高峰,5—7月从南向北先后出现波谷,变化规律与季风响应.北方为单峰型,6—7月为高峰,11到来年2月为低谷.用弱季风年(2002)和强季风年(2003)季风影响区域气象条件和气溶胶数据对比分析表明,大陆 AOD 的月空间分布和变化与季风气候,以及风速、风向、降水、温度和湿度等的变化有关     

贵州地区导线覆冰的混合凇覆冰模型

针对贵州地区导线覆冰以混合凇为主的情况,根据覆冰物理框架模型以及对主要气象因子的分析,构建了以气温、水汽压、风速等常规气象要素为输入因子的雨凇、雾凇混合覆冰重量预测模型;利用贵州省威宁等8个气象站1951-2008年的导线覆冰和气象资料,分别拟合了模型中对应雾凇和雨凇的效率因子系数的经验函数。模型具有较好的可操作性,历史资料拟合效果比较理想。     

高污染下云凝结核对雨、雾滴谱的影响

利用气候基准站、云凝结核计数器、雾滴谱仪和雨滴谱仪等观测资料,分析威宁污染时期云凝结核（CCN）对雨雾滴谱的影响. 结果表明：观测期间威宁CCN数浓度很高,S=0.2%、0.4%、0.6%和0.8%时的平均CCN浓度分别为2884、8003、10470、11685cm^-3,与部分重污染城市相当;CCN有明显的日变化特征,分别在12：00、16：00和20：00出现峰值,与居民生活排放、火电源排放、湍流交换和气象条件等有关;利用N=CS^k式拟合威宁CCN活化谱,平均拟合参数C=14288cm^-3,k=0.8,表明该地属典型大陆型核谱;威宁冬季云层薄、云顶低的云系特点提供了宏观天气背景,高浓度CCN是导致此次雨、雾过程弱,滴谱窄的重要微观条件.     

云贵高原1961-2006年大气能见度和消光因素变化趋势及原因

根据云贵高原203个气象台站1961—2006年大气能见度、降水、相对湿度、风速和天气现象等观测资料,采用倾向率方法对能见度和大气消光系数的变化趋势进行了分析。还应用Mann-Kendall方法对19km能见度、霾日数和消光系数的多年变化进行了气候突变检验。结果表明,有84.2%台站出现了能见度减少趋势。减少最多为-11km·10a-1,最少为-1km·10a-1。减少的平均气候倾向率在1961—1979年为0.96km·10a-1,1980—2006年为1.6km·10a-1,高原平均能见度从60年代的约34km下降到目前的约27km。另一方面,有15.8%台站能见度有增加趋势,且多集中在人类活动较为稀少的高海拔山区。有71%的台站19km能见度频率出现减少的趋势,平均倾向率为-2%·10a-1,主要出现在高原东部和中部人口和工业稠密区。该地区同时也出现霾日增加的现象。Mann-Kendall检测结果表明,19km能见度频率减少和霾日数增加现象出现突变的时间相同。年平均消光系数发生突变的时间稍推后。认为能见度下降、消光因素增加的原因与人为排放污染物浓度增加有密切关系。     

近50年贵州净生态系统生产力时空分布特征

利用大气植被相互作用模型AVIM2(Atmosphere-Vegetation Interaction Model 2)估算分析了时间长度为50年、空间分辨率为0.02°×0.02°的贵州净生态系统生产力(NEP),分析了其对气候变化的响应。结果表明,(1) AVIM2模型能够模拟出贵州森林净初级生产力(NPP)的变化,模拟偏差随着树龄的增大而不断减小,其模拟效果优于综合模型。(2)1961-2010年,贵州NEP(以C计)平均值为23.9 g·m-2·a-1,碳源区面积比例仅为5%,且植被覆盖类型为南部部分常绿阔叶林。NEP总量的变动范围为-7.0~11.5 Tg ·a-1,平均每年吸收碳4.87Tg,碳汇量占中国区域的3~7%。(3)贵州境内31%的区域固碳能力下降明显(P<0.05)且主要集中在植被类型为常绿针叶林及农作物的北部地区,还有7%的区域固碳能力升高明显(P<0.05)且位于南部部分常绿阔叶林地区。(4)贵州NEP与气温显著负相关(P<0.01),与降水量显著正相关(P<0.05),气温对NEP的影响大于降水。     

近10年中国大陆MODlS遥感气溶胶光学厚度特征

应用2001-2010年MODIS大气气溶胶光学厚度（AOD）资料,分析中国550nmAOD年和季节平均分布。还选取了10个代表性区域,分析AOD变化特征。这些分析建立起了近10年来中国气溶胶光学厚度的气候学特征：中国年平均AOD空间区域分布中心大体呈现两低两高。两低中心位于植被覆盖度高和人烟稀少的（1）黑龙江和内蒙古东北高纬度地区（－0．2）;（2）川、滇与青藏高原交界的西南高海拔地区（0．1-0．2）。一个AOD低值带（0．2－0．3）连接这两个低中心,呈东北西南走向跨过中国大陆。在此低值带两侧,各有一片AOD高值中心（－0．8）：（1）人口密集和工业化发展带来的大量人为气溶胶形成了一个覆盖了华北、长江流域（从四川盆地,两湖地区到长三角）到华南珠江三角洲相联的大片高AOD中心区域;（2）以沙尘为主的自然气气溶胶造就了西北塔克拉玛干沙漠及周边高AOD区。中国AOD这一两低两高区域分布特征基本保持四季不变,但其中心强度呈现各自区域性季节变化。中国春季AOD高值区的面积最大,其次是夏季,然后是秋季,面积最小的是冬季。南方AOD月变化规律多为双峰型,即3－5和8－9月出现2次高峰,5－7月从南向北先后出现波谷,变化规律与季风响应。北方为单峰型,6－7月为高峰,11到来年2月为低谷。用弱季风年（2002）和强季风年（2003）季风影响区域气象条件和气溶胶数据对比分析表明,大陆AOD的月空间分布和变化与季风气候,以及风速、风向、降水、温度和湿度等的变化有关。     

贵州省NDVI变化及其与主要气候因子的相关性

运用全球检测与模型研究(GIMMS)组制作的取每隔15 d最大值合成的归一化差异植被指数(NDVI)数据集和贵州省84个气象站点提供的气候资料,分析1987-2003年贵州省植被变化状况以及NDVI与主要气候因子温度、降水的相互关系.结果表明: 17 a间贵州省年均NDVI呈现缓慢下降趋势,但春季NDVI出现了一定幅度的增长,年均NDVI下降主要是冬季NDVI大幅下降造成.植被变化在年际尺度上与温度和降水均无显著相关,但在季节尺度上与春季温度在α=0.05水平上显著相关.整体上看,春季NDVI与温度和降水的相关系数高于其他季节;温度与NDVI的同季相关高于滞后相关,而降水与NDVI的滞后相关却高于同季相关;与温度的相关性高于降水.     

近10年中国大陆MODIS遥感气溶胶光学厚度特征

应用2001—2010年MODIS大气气溶胶光学厚度(AOD)资料,分析中国550 nm AOD年和季节平均分布。还选取了10个代表性区域,分析AOD变化特征。这些分析建立起了近10年来中国气溶胶光学厚度的气候学特征:中国年平均AOD空间区域分布中心大体呈现两低两高。两低中心位于植被覆盖度高和人烟稀少的(1)黑龙江和内蒙古东北高纬度地区(～0.2);(2)川、滇与青藏高原交界的西南高海拔地区(0.1～0.2)。一个AOD低值带(0.2～0.3)连接这两个低中心,呈东北西南走向跨过中国大陆。在此低值带两侧,各有一片AOD高值中心(～0.8):(1)人口密集和工业化发展带来的大量人为气溶胶形成了一个覆盖了华北、长江流域(从四川盆地,两湖地区到长三角)到华南珠江三角洲相联的大片高AOD中心区域;(2)以沙尘为主的自然气气溶胶造就了西北塔克拉玛干沙漠及周边高AOD区。中国AOD这一两低两高区域分布特征基本保持四季不变,但其中心强度呈现各自区域性季节变化。中国春季AOD高值区的面积最大,其次是夏季,然后是秋季,面积最小的是冬季。南方AOD月变化规律多为双峰型,即3—5和8—9月出现2次高峰,5—7月从南向北先后出现波谷,变化规律与季风响应。北方为单峰型,6—7月为高峰,11到来年2月为低谷。用弱季风年(2002)和强季风年(2003)季风影响区域气象条件和气溶胶数据对比分析表明,大陆AOD的月空间分布和变化与季风气候,以及风速、风向、降水、温度和湿度等的变化有关。