全球海洋初级生产力与海洋环境要素时空关联模式挖掘分析

全球海洋初级生产力在海洋环境要素的驱动下呈现不同的时空分布特征,但在不同的海域两者之间的关联模式并不清晰。本文从地理时空规则挖掘的角度,利用1998年1月—2016年12月之间的序列多源遥感产品数据,探讨了全球海洋初级生产力和海洋表面温度、海面高度异常、海面降雨、混合层深度和ENSO（El Ni?o-Southern Oscillation）事件的时空关联模式。研究结果表明:1）在西赤道太平洋,海面高度异常降低、海面降雨异常降低和混合层深度异常升高会提升真光层营养盐供应,致使海洋初级生产力的异常升高。2）在中赤道太平洋,海面高度异常升高、海面降雨异常升高和混合层深度异常降低会抑制真光层营养盐供应,致使海洋初级生产力的异常降低。3）在东赤道太平洋,海面高度异常升高和海面降雨异常升高会抑制真光层营养盐供应、混合层深度异常升高降低了铁元素含量,从而导致海洋初级生产力的异常降低。4）在南太平洋,浮游植物丰度与营养盐呈负相关,海洋表面温度异常升高/异常降低会提升/抑制微生物光合作用效率、海面高度的异常升高/异常降低会抑制/提升真光层营养盐供应,致使海洋初级生产力的异常升高/异常降低。5）厄尔尼诺事件相较于拉尼娜事件更容易引起海洋初级生产力的异常变化。     

基于AVHRR和MODIS的海表温度一致性分析

本文以太平洋为研究区域,选取平均偏差、绝对偏差、标准偏差和相关系数4个误差统计指标,开展2002年7月至2009年12月MODIS SST与AVHRR SST两种SST产品的一致性分析。结果表明:（1）两种SST产品的差异在时空上分布不均匀,距平前,一致性较好的区域均分布在偏差条带（10° N附近）的南、北两边低纬度区域以及澳洲的东部海域,且二者偏差长时间稳定在±0.4 ℃以内;（2）在南美洲中西部海域以及马来群岛附近海域,两种SST产品差异具有明显的季节性规律,并且在马来群岛附近海域,两种传感器存在一定程度的原理机制区别;（3）在南半球中纬度太平洋中部海域和北半球中纬度太平洋中部海域,季节性因素并不是造成两种SST产品差异的主要原因;（4）距平后,其中一致性较好的区域主要分布在偏差条带（10° N附近）的南、北两边低纬度区域以及澳洲的东部海域,其他区域在距平后的差异更接近同一水平;（5）两种SST数据产品中,夜间降轨（Night）产品之间的差异大于白天升轨（Day）,距平后,这种差异大大缩小。     

热带及北太平洋海表温度与两类El Ni?o事件的关系

副热带及热带海温异常变化对两类厄尔尼诺事件具有一定影响,定量分析热带及北太平洋关键海区海表温度对两类厄尔尼诺事件(尤其是中太平洋型厄尔尼诺事件)的不同贡献,对完善两类厄尔尼诺事件预报模型及极端气候预报具有重要意义。本次研究利用海表温度资料,采用旋转经验正交函数分解、功率谱分析、相关分析等方法研究了热带及北太平洋区域海表温度异常变化关键区与两类厄尔尼诺事件的关系。结果表明:1985~2009年热带太平洋海表温度前两个模态的时空分布能够很好地表征两类厄尔尼诺事件发生过程中最大海温变化的时间演变特征。热带及北太平洋海表温度变化最显著的区域主要有四个,分别是赤道中东太平洋、加利福尼亚西南、阿留申群岛和白令海一带。其中阿留申群岛地区与其他海区存在显著的负相关。春季和秋季海温异常变化区域位于赤道中太平洋,夏季和冬季海温异常变化区域位于赤道东太平洋。根据热带及北太平洋海表温度显著变化关键区域与两类厄尔尼诺事件的密切关系,通过回归分析,建立了二者之间的回归方程,得到的结果为进一步研究热带及北太平洋关键海区海温对两类厄尔尼诺事件的影响提供有益的参考。     

西北太平洋热带气旋源地30 a的季节和年代际变化

西北太平洋是生成热带气旋频率最高的海域,研究西北太平洋的热带气旋对全球和区域气候变化具有重要意义。本文使用1981~2010年30 a的热带气旋资料,采用最近邻分级空间聚类法,对西北太平洋热带气旋源地进行空间聚类,并分析了西北太平洋热带气旋的产生频数与空间分布的季节差异和年代际差异。结果表明:(1)西北太平洋热带气旋源地有三个热点区(聚集区):南海的中北部、菲律宾群岛以东和马里亚纳群岛附近。(2)夏季和秋季是热带气旋的高发期,冬季和春季较贫乏,季节差异明显。空间分布也具有显著的季节差异,春季开始向西北偏移,秋季开始向东南偏移,冬、春季气旋仅分布在10N以南,夏季分布范围最广,可到达北纬40N左右。(3)西北太平洋热带气旋在厄尔尼诺年生成较少,拉尼娜年生成较多;年频数在1995年前后有显著差异,1995年之前年频数较高,1995年以后年频数明显下降;空间分布上,1995年以后,热带气旋源地的聚集区较1995年之前有向西北偏移的趋势。     

大河三角洲环境脆弱性评价方法与应用

大河三角洲区域是我国重要的经济区域和人口密集区域,经济的快速发展与人口的大量集聚严重影响着大河三角洲的生态环境。为保证社会经济与生态环境的和谐发展,首先构建了包含人类活动和自然因素的大河三角洲环境脆弱性评价指标体系,设计了评价指标量化方法;然后对比分析了模式识别方法与层次分析法在黄河三角洲环境脆弱性评价的应用效果,确定了以层次分析法作为大河三角洲环境脆弱性评价模型;最后基于RS技术与GIS软件平台实现了大河三角洲环境脆弱性评价与空间分布格局分析。结果表明:黄河三角洲环境脆弱性各等级类型的分布面积差别不大,其环境脆弱性等级空间分布呈现自东北沿海向西南陆地逐渐减弱的趋势,环境脆弱性等级主要受自然因素的影响与制约;长江三角洲环境脆弱性主要表现为轻度脆弱(39.46%)和极度脆弱(26.46%),环境脆弱性等级空间分布呈现自长江沿岸向两侧逐渐减弱的趋势,环境脆弱性等级主要受人类活动的影响与制约;珠江三角洲环境脆弱性主要表现为重度脆弱(38.98%)和极度脆弱(30.89%),环境脆弱性等级空间分布呈现自珠江沿岸向两侧逐渐减弱的趋势,环境脆弱性等级主要受人类活动和植被的影响与制约;统一等级分级标准后发现长江三角洲环境脆弱性最严重,黄河三角洲环境脆弱性最低,珠江三角洲环境脆弱性居中,故大河三角洲环境脆弱性主要受人类活动和植被的影响和制约。