新一代地球观测信息在天然气水合物研究中的应用展望

地球上蕴藏着巨大的天然气水合物(GasHydrates)矿藏,它可作为一种新的烃类资源来开发利用。天然气水合物中CH4的释放影响全球气候变化。同时,天然气水合物是一种潜在的环境灾害诱发因素。天然气水合物的研究与开发目前在国内外成为研究热点。新一代地球观测信息,如已发射成功的TERRA中的MODIS、MOPITT信息以及即将发射的化学星CHEM为天然气水合物的研究与开发提供了新的技术方法。中国气候观测系统中观测台站观测信息的共享,加速了开发利用新一代地球观测信息的速度,也必将促进新一代地球观测信息在天然气水合物研究中发挥更大的作用。     

天然气水合物地球物理勘探技术研究进展

地球物理勘探技术是天然气水合物成矿研究的三大关键技术之一,备受各国相关研究机构的重视。特别是海洋天然气水合物的勘探,由于埋藏深水海底或地层之中,直接取样的成本和探测范围有限,因此利用有效的地球物理勘探技术显得尤为重要。根据调研成果,天然气水合物地球物理勘探关键技术归类为三大方面:(1)天然气水合物地震采集、处理和解释;(2)天然气水合物岩石物理分析、测井研究与储层建模;(3)天然气水合物AVO正演模拟和地震反演技术研究。并讨论了利用常规海洋地震资料开展宽频高分辨率处理对水合物三维勘探的潜力。     

天然气水合物研究进展

天然气水合物被发现的200多年来,普遍被认为是未来传统能源的替代,对其研究也成为热点。本文在研究前人大量文献的基础上,对天然气水合物研究成果进行了阐述,对影响水合物形成的影响因素及其抑制剂防治水合物危害的方法进行了分析,对进一步深入研究水合物系统知识具有一定指导作用。     

海域天然气水合物分布地震预测技术研究现状及展望

据预测,我国海域蕴藏着非常丰富的天然气水合物资源。今年在神狐海域成功进行了为期两个月的试采工作,试采日产气量呈现了逐渐下降趋势,可见我国在有关天然气水合物分布预测的技术方面还不成熟。通过对国内外相关文献的分析研究,从量化角度综述了三类海域天然气水合物分布预测技术:定性预测技术、半定量预测技术、定量预测技术。最后,对未来海域天然气水合物定量分布预测技术的趋势进行了展望。     

天然气水合物与全球气候变化的关系

天然气水合物是一种广泛地存在于海底沉积物和陆地高纬度永久冻土带中的矿物,含碳量超过全球所有其他来源有机碳的总和。然而天然气水合物在自然界极不稳定,温压条件的微小变化都会引起其分解而释放出甲烷气体。一般情况下,释放出的甲烷大部分可能会被氧化成CO2而溶解在海水中,进入大气中的量不足以对气候产生影响。只有在发生巨变事件的情况下,如海底大规模的沉积物滑塌,才会将大量的甲烷带到海面并释放到大气中,从而对全球气候和环境产生严重的影响。因此,在开发利用天然气水合物之前,必须有超前的防范措施,以防止或尽可能减少天然气水合物对环境造成的不良影响。     

木里煤田天然气水合物CO_2排放强度分析

天然气水合物的开采方式与常规化石能源开采方式不同,通常需要从外界注入能量引起水合物原位分解。由于自然界中天然气水合物赋存条件的差异导致原位分解时所需的热量不同,造成一些条件下获取天然气水合物单位有效能量时由天然气水合物排放出的CO2量会高于石油或煤,而过量的CO2排放到大气中会对环境带来十分不利的影响。本文以青海木里煤田聚乎更矿区DK-1钻孔为研究对象,通过适当模型简化,并结合测井获取的相关数据,分别针对天然气水合物133.5~135.5m和142.9~147.7m两个产出层段进行开采能耗的热力学分析与计算。结果表明:两个层段天然气水合物CO2排放强度分别为79.51t/TJ、78.20t/TJ,均大于石油的排放强度,说明这两个层段天然气水合物在热能利用过程中并不具备环保优势。     

中巴地球资源卫星及其在内蒙古的应用前景

本文介绍了我国地球资源卫星发展状况以及中巴地球资源卫星的技术特性和同类卫星比较的优缺点，阐述了内蒙古应用中巴地球资源卫星数据的潜在领域和应用前景。     

咸潮观测技术的发展及应用

咸潮现场观测经历了从传统人工观测到连续自动在线观测的发展过程,遥感等技术的发展也为咸潮观测提供了可行的途径,咸潮观测技术不断创新,观测站网不断优化。     

卫星遥感在我国环境保护中的开发应用展望

论述了卫星遥感技术在环境保护中应用的优势,以及我国环境保护对卫星遥感技术的迫切需求和应用前景,简述了需解决的几个技术关键问题。      

气体超声流量计在天然气计量中的应用

天然气作为一种优质、高效、清洁的能源和重要的化工原料,在世界各国均得到普遍重视和优先利用,它给人类带来了清洁的环境和高品质的生活。据统计在2009年全球天然气的消费量超过3万亿立方米．在能源结构中占的比例达到24％。天然气的计量工作作为天然气工业重要组成部分,贯穿于天然气的开采、运输、储存、贸易和使用过程之中,可以说是天然气的科学开发、公平贸易、合理利用的核心保障。     

2000年来中国生态状况时空变化格局

21世纪以来,我国在经济快速发展的同时高度重视生态环境保护,一系列生态修复工程和空间管控措施使生态状况发生了巨大变化;然而目前对于全国生态状况宏观格局的认识仍十分有限。借助 Google Earth Engine（GEE）遥感云计算平台,采用主成分分析方法和MODIS数据构建的绿度NDVI、热度LST、湿度WET和干度NDSI四个指标,生成长时间序列的遥感生态指数RSEI数据集,完整刻画了中国2000年来生态状况的时空连续变化格局。研究发现:在空间格局上,东南沿海地区生态状况优于西北地区;变化趋势上,全国生态状况除上海、西藏和澳门之外均显著改善,RSEI增长最多的三个省份为山西、陕西和河北。进一步采用遥感云计算定量评价了2000年来生态状况变化的宏观格局,以期为国土空间管控和生态保护提供科学支持。     

利用MODIS遥感数据反演广州市气溶胶光学厚度

利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据和NASA的V5.2气溶胶业务反演算法,对广州市进行了高空间分辨率气溶胶光学厚度的反演,并应用地面太阳光度计(CE-318)观测的气溶胶光学厚度进行验证.结果表明,利用MODIS L1B数据进行高分辨率气溶胶光学厚度反演,结果精度较高.利用反演结果分析2008~2009年冬季广州市的气溶胶光学厚度时空变化特征,2008年12月的气溶胶光学厚度较低,平均大约为0.65,随后气溶胶光学厚度逐渐增大,到2009年2月,气溶胶光学厚度平均大约为1.35.广州市气溶胶光学厚度空间差异显著,在0.1~1之间变化,呈东北低西南高的空间分布特征.即森林覆盖率比较高的地区气溶胶较低.     

基于MODIS的中国PM_(2.5)污染时空分布特征研究

近年来,中国各大城市雾霾天数有明显增长的趋势,雾霾天气的产生与细颗粒物PM_(2.5)有直接的联系。基于2013-2015年MODIS气溶胶光学厚度三级产品MOD08,考虑边界层高度、相对湿度、温度、风速、风向等气象因子,分季节构建BP(误差反向传播)神经网络模型,估算全国PM_(2.5)值,基于此值分析中国PM_(2.5)污染的时空分布。结果表明:(1)对气溶胶光学厚度(AOD)缺失值进行插值后夏季预测模型效果最好,R为0.840 1,春秋季预测模型效果较差,R分别为0.602 5、0.589 9。(2)PM_(2.5)空间分布差异性显著,秋季空间分布差异最显著,夏季降水丰富,空间分布差异显著性降低;高值主要出现在华北和西北小面积区域,低值出现在西部蔵区和海南。(3)高值的华北地区和低值的西部地区都有面积逐渐增加的趋势,高值逐渐扩散到西北小面积区域,低值扩散到中部地区。     

基于EOS/MODIS资料的太湖藻类动态模拟

建立了太湖藻类生长的动态模型,并将其与水动力模型和水质模型相耦合,利用2001年7～8月太湖的实测资料对模型进行了率定。借助该模型,对2004年8月太湖水体中TN、TP的变化以及藻类生长过程进行了模拟。利用中分辨率成像光谱仪EOS/MODIS的数据对太湖叶绿素a浓度进行遥感定量,将遥感监测数据和模型计算结果进行了比较。结果表明:该模型可进行风生湖流、TN、TP的模拟,以叶绿素a浓度描述的藻类浓度的模拟值能较好地拟合遥感监测值,且遥感监测图和模型模拟图所反映的全太湖叶绿素浓度分布基本一致。最后根据遥感和模拟对太湖全区的藻类分布作了具体的分析。     

基于卫星遥感和地面观测资料分析苏皖两省一次空气污染过程

2012年6月8~11日,江苏安徽2省发生了一次持续性的空气污染过程.利用MODIS观测的气溶胶产品和地面气象资料,结合火点监测资料和HYSPLIT后向轨迹模式,分析气溶胶光学厚度(AOD)、细粒子比例(FMF)、空气污染指数(API)的特征,探究这次空气污染的形成原因.研究表明,这次过程中苏皖2省8个代表城市的能见度大部分时间低于10km,相对湿度低于90%,API均达到或超过污染等级,AOD显著增长,且污染物以人类活动产生的细粒子为主.区域细粒子比例(RFMF)达0.79,高FMF(>0.6)出现的概率高达74.8%.另外,苏皖2省稳定的天气形势,不利于污染物扩散.6月8~11日,苏皖2省(北部地区为主)出现大量的火点,表明有秸秆焚烧现象的存在.从HYSPLIT模式的模拟结果来看,苏皖2省8个代表城市在此期间主要受到偏西方向的气流以及局地气流的影响,偏西方向的气流有利于外部秸秆焚烧的污染物经过输送影响本地区,同时局地气流不利于扩散,从而造成污染物积累,形成污染.     

青藏铁路景观视觉管理系统研究

铁路建设需要设置取(弃)土场、砂石料点、施工营地等工程场地,这些工程场地如果设计不合理,必将对沿线景观造成破坏,进而对视觉产生强烈的冲击。该文参考美国林务局的“视觉管理系统(VisualManagementSystem,VMS)”和美国土地管理局的“视觉管理(VisualResourcesMana-gement,VRM)”,利用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,结合新建青藏铁路沿线景观特点和工程场地的位置、面积、所处的坡度、相对于铁路的距离、沿铁路方向的长度以及相对于本底景观的对比度,建立了新建青藏铁路沿线的景观视觉管理系统,定量分析和评价了铁路建设工程可能对高原景观带来的冲击,并为修改和重新设计工程场地提出了指导性建议。     

基于遥感信息和净初级生产力的天然橡胶估产模型

建立基于MODIS数据的天然橡胶净初级生产力遥感估算模型,利用2009年生长季(4—12月)250 m分辨率的MODIS数据和气象数据估算海南阳江农场天然橡胶的生长季净初级生产力, 通过天然橡胶的干物质分配率估算阳江农场天然橡胶的产胶潜力。用以树位为单元的地面实际干胶产量与已得到的天然橡胶林产胶潜力进行回归分析,建立天然橡胶干胶产量的估测模型。利用估产模型对阳江农场2010年7月的干胶产量进行模拟,用同期实际干胶产量对估产模型进行精度验证与实用性评价,结果显示7月估产模型均方根误差RMSE为1.78 g·m^-2,相对均方根误差RMSE_r为18.25%。研究表明,基于遥感信息和净初级生产力的天然橡胶估产模型具有较好的产量估测效果。     

基于RVI分区的淀山湖蓝藻暴发期叶绿素a的遥感估测

以淀山湖为研究区域,利用MODIS数据探讨蓝藻暴发期叶绿素a质量浓度〔ρ(Chla)〕的遥感估算方法.为了提高估算精度,解决蓝藻暴发期因ρ(Chla)差异较大而产生的估测模型的参数适应性问题,引入比值植被指数(Ratio Vegetation Index,RVI)分类法,将RVI＞0.95的区域界定为高蓝藻含量水体,将RVI≤0.95的区域界定为较清洁水体,并基于分区分别建立遥感估算模型.结果表明,分区后MODIS数据叶绿素a估测模型能更好地映射ρ(Chla)的变化,基于RVI的分类估算方法可以有效地提高淀山湖水体蓝藻暴发期ρ(Chla)的估算精度.      

城市级环境信息系统总体方案的研究与开发

在分析我国城市级环境信息系统现状和需求的基础上,提出了我国城市级环境信息系统的总体方案.系统依靠现有的环境数据和管理软件建立城市环境信息基础数据库,依照数据仓库的组织方式对环境数据重新进行整合,并在此基础上开发出数据查询分析应用和地理信息系统,同时结合城市环保局的办公自动化系统,建成了一个统一的环境信息发布平台,提高了环境信息的共享水平.