近50 a萨雷兹堰塞湖水域时序变化及其驱动因素研究

为全面了解萨雷兹湖水域的变化趋势和驱动因素,运用归一化水体指数法与全局-局部分割阈值法自动提取近50 a萨雷兹湖的湖岸廓线研究其面积时序变化;并分析萨雷兹堰塞湖水域体量变化特征。揭示了萨雷兹堰塞湖水量变化驱动气象、入湖补给和冰川消融因素等变化驱动因素。结果表明：1)1972—2018年萨雷兹湖水量总体变化波动上升,变化速率为0.012 km³/a。2)萨雷兹湖所在区域降水量与蒸散量保持相对稳定,穆尔加布河径流补给量与萨雷兹湖水量变化呈显著正相关。3)萨雷兹湖流域每一年冰川消融量中有大于15.4%的比例贡献给穆尔加布河产流,影响萨雷兹湖水量变化。     

基于Google Earth Engine的三峡库区土地利用与陆表参数变化研究

土地利用/覆盖变化(Land Use and Land Cover Change, LUCC)对全球有着重要影响,其已对植被覆盖、地表温度(Land Surface Temperature, LST)、反照率以及其它陆表参数产生显著影响。三峡工程自建设以来,库区的土地利用变化逐渐受到外界关注。利用欧空局300 m的土地覆盖分类数据分析三峡库区2000～2015年的土地利用变化;依托先进的Google Earth Engine(GEE)平台,获取MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS)NDVI(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)、LST和反照率数据,并分析三者的时空变化趋势;此外,探究季节性归一化植被指数(Seasonally Integrated Normalized Difference Vegetation Index, SINDVI)与LST和反照率的关系;并分析土地利用变化对SINDVI、LST和反照率的影响。结果表明:2000～2015年,三峡库区土地利用变化显著,耕地、草地、灌木地分别减少2.4%,0.05%和0.62%;林地、水域和人造地表分别增加1.98%,0.04%和1.06%。研究期间SINDVI增加2.89,LST下降0.224℃,反照率减少0.002。总体来看,三峡库区SINDVI的空间分布格局与LST和反照率的相反,且库区大部分区域SINDVI与LST和反照率呈负相关。另外,不同土地类型对SINDVI、LST和反照率影响不同。该文系统地研究了LUCC与上述关键陆表参数的定量关系,可为更好地管理该地区自然环境和土地资源提供科学的依据。     

中国北方沙区城市风沙灾害危险度评价——基于遥感、地理信息系统和模型的研究

开展风沙灾害危险度评价研究,对促进中国北方沙区城市的安全与可持续发展具有重要意义。基于灾害系统理论,构建了城市风沙灾害系统动力学模型,对中国北方沙区城市风沙灾害危险度进行了评价。结果表明：中国北方沙区风沙灾害高危城市主要分布在新疆塔克拉玛干沙漠周边和古尔班通特沙漠南缘、甘肃省以及宁-陕-蒙3省区接壤区。重度危险以上的城市共计35个,占参评城市的51％,其中,极度危险的城市有12个,由西向东依次为乌鲁木齐、和田、中卫、乌海、包头、榆林、通辽等。近邻沙源是城市风沙灾害的主要诱因,应该加以重点治理;经济发达城市应该重点保护。减轻土壤风蚀的城市周边沙化土地利用格局优化的方法与技术应是防治城市风沙灾害的研究重点。     

贵州光合有效辐射的时空变化特征

利用贵州省太阳辐射的连续观测数据,初步确定了光合有效辐射与太阳总辐射的比例因子,并基于气候学估算模型,估算了贵州省2001年的光合有效辐射量,分析了其时空变化特征.结果表明:1)贵州省光合有效辐射与太阳总辐射的比例系数为0.45;2)全省年光合有效辐射的平均值约为1 627.71 MJ/m2,呈现自西向东、南、北3个方向递减的空间分布特征,与地势的变化大体一致;3)光合有效辐射的年内变化特征与气温变化较一致,7月份最高约为237.07 MJ/m2,1月份最低约为78.52 MJ/m2.     

乌江流域水沙特性变化分析

对乌江流域水沙特性变化进行分析,是解决长江上游泥沙问题、提高水资源利用率和防灾减灾的根本出发点,同时可为喀斯特地区水土流失治理和生态恢复提供理论依据.文章通过对乌江流域主要水文站鸭池河站、乌江渡站和思南站的降雨-径流-泥沙随时间的变化、降雨-径流和径流-泥沙的相关性和双累积曲线进行分析,研究结果为:降雨量、径流模数和输沙模数随时间的变化无明显趋势,历年输沙模数是鸭池河>乌江渡>思南.1980年以后由于实施了大量水土保持工程使得输沙模数大量减少.在年均径流模数相同的情况下,1971-1979年这一时期的产沙量要高于1961-1970年.从1971年开始输沙模数相对于径流而言出现趋势性增多,这主要是由人类活动造成.三个站点的双累积曲线变化趋势相似,说明人类活动对河流泥沙的影响,既取决于人类活动的方式、程度,也受制于流域环境条件.     

天然林林龄的模拟估算及案例

林龄是森林生态系统的一个重要特征,具有生态学意义.但是目前生态学调查中对天然林林龄的估算方法有一定缺陷.在特定的环境条件下,森林有着相应的演替过程.已有林窗研究表明.长白山森林是按照一定次序演替,森林的径级结构也是有规律可循的.由于总是缺乏足够的长期系统观测数据,因此作者采用数值模拟作为替代方法.应用校正过的林窗模型模拟0～600 a的森林演替序列,比较对长白山原始天然林的采样的结果,发现目前的林龄最接近400 a.这个估测结果可以从本地区历史资料记载得到印证.     

基于机器学习的星载短波红外CO2柱浓度估算

利用OCO-2卫星遥感数据、全球碳柱总量观测网(TCCON)站观测数据、NDVI归一化植被指数数据、ERA5大气数据,采用决策树和集成学习(XGBoost、普通随机森林、极端随机森林、梯度提升)对二CO₂平均柱浓度进行预测.通过相关性分析、特征选择与特征提取,建立模型预测CO₂平均柱浓度,再与TCCON站点的地基观测数据进行比对.通过分析不同模型(决策树、XGBoost、普通随机森林、极端随机森林、梯度提升)预测的结果,发现使用极端随机森林回归模型预测CO₂平均柱浓度的精度最高, R²、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、平均相对误差(MRE)分别为:0.953、0.492×10^-6、0.260×10^-6、0.063%,其余模型次之,因此对极端随机森林回归模型的预测性能随自身参数的影响进行了分析,结果表明,在误差允许的范围内(±2×10^-6),极端随机森林回归模型和梯度提升回归模型预测的准确率一样,都为98.10%.由于C...     

华北地区沙尘天气垂直气溶胶直接辐射强迫

利用CALIOP数据和SBDART（Santa Barbara DISORT Atmospheric Radiative Transfer）辐射传输模式研究了2013~2016年华北地区8d沙尘天气气溶胶及其直接辐射强迫垂直分布特征,分析了气溶胶垂直分布和光学特性对直接辐射强迫的影响.结果表明,气溶胶集中分布在地表及以上3km范围,其中纯净沙尘型和污染沙尘型气溶胶位于上层,污染大陆型气溶胶和烟雾位于下层.大气层顶、地表和大气层的日均气溶胶直接辐射强迫分别是-38.41~-88.44,-74.03~-225.86,9.06~137.42W/m².0~8km高度范围气溶胶直接辐射强迫是负值,且随着高度的增加绝对值逐渐减小.气溶胶垂直分布对大气层顶、地表和大气层的直接辐射强迫影响较小,但对直接辐射强迫垂直分布影响较大,由气溶胶廓线差异造成的同一高度层气溶胶直接辐射强迫最大差值能达到31.18W/m².气溶胶光学厚度和单次散射反照率对直接辐射强迫影响明显.消光能力相同时,吸收性气溶胶对短波太阳光的衰减作用大于散射性气溶胶,后向散射比例大的气溶胶大于后向散射比例小的气溶胶.     

基于葵花影像中国地区夜间云识别方法研究

目的实现适用于中国地区的夜间云识别。方法根据红外波段云与非云的亮温差异,采用亮温阈值法研究适用于中国地区的夜间云识别算法。中国地形高程差异明显,其地表辐射能量也存在较大差异,影响云检测结果精度,因而提出基于三个高程阶梯的云识别方法。由于云检测结果验证缺少可见光波段,使用MODIS云数据产品和雷达数据CALIPSO分别做定性和定量验证。结果云检测区域与MODIS的MYD06云产品基本一致,CALIPSO雷达数据四个月的平均验证结果为:非云区域的提取精度约77.86%,云区域的提取精度为79.67%,将有云区域错提为非云的误差率为2.76%,而将非云区域误提取为有云区域的错误率为12.31%。结论利用日本静止气象卫星Himawari-8影像数据,根据阈值法提出的基于三个高程阶梯的云检测算法,较好地实现了适用于中国地区的夜间云识别。     

基于灾害系统的中国南北方雪灾对比研究——以2008年南方冰冻雨雪灾害和2009年北方暴雪灾害为例

基于2008年中国南方低温雨雪冰冻灾害和2009年北方暴雪灾害典型雪灾案例,确定了这两场雪灾影响范围.从区域致灾因子、孕灾环境、承灾体和灾情等方面进行灾害系统对比分析,结果表明:南北方雪灾受灾区域覆盖面积广,重灾区前者为南岭地区,后者为华北平原中部;两场雪灾范围叠加区为南北方过渡地带.南北方雪灾均呈链发式,前者以"雨雪...