赤潮灾害监测预报研究综述

近海赤潮灾害的频繁暴发严重破坏海洋生态平衡和海洋环境。概述了国内外赤潮监测和预报状况,着重介绍了利用卫星遥感进行赤潮预报的方法;总结了赤潮遥感预报目前仍存在的问题,指出基于机理和生态过程的赤潮预报模型将是重点研究方向。     

基于遥感与GIS的滑坡灾害风险区域评估方法——以江西省广昌县为例

滑坡是我国南方丘陵地带常见的地质灾害之一,了解和分析滑坡的孕灾环境和致灾因子对灾害的预警以及灾后救助具有重要的意义。结合对ALOS遥感影像的分析,采用多因子聚合方法,并运用地理信息系统空间分析方法,建立了基于遥感的滑坡风险评估模型。以江西省广昌县为例,运用该模型提取出滑坡风险区域并将其划分等级,评价结果与野外调查情况基本相符。     

东北地区中北部的一次区域暴雨天气——中尺度对流复合体特征分析

自Maddox[1]发现中尺度对流复合体(MCC)以来,我国对其发生发展的大尺度天气条件已有了很多研究,但主要集中在长江流域及华北地区,在黑龙江省过去对暴雨天气的探讨很少涉及到MCC特征的分析.2006年8月10日,齐齐哈尔、绥化、大庆与哈尔滨市的西部县(市)及吉林西北部出现了雷暴及区域性暴雨甚至大暴雨,其中泰来1h的降雨量达到了105.3mm.通过对FY-2卫星云图、极轨卫星云图和相关资料的研究发现,此次黑龙江省西南部大范围的大暴雨天气由两个较典‘型的MCC造成,其特征与国内、外的研究结论相符:MCC发生在地面鞍形场中;MCC发生时对流层中低层有强烈的对流不稳定;MCC出现对流层中层500hPa的短波槽前;暴雨和雷暴天气发生区与MCC冷云相对应.     

中国二氧化硫污染治理分析:基于卫星观测数据和空间计量模型的实证

中国经济的快速增长伴随着严重的环境污染问题,已经成为阻碍中国实现可持续发展的桎梏.为了客观地反映中国的SO₂污染状况,本文利用中国2005-2017年的卫星观测SO₂柱浓度数据来表征SO₂污染状况.首先,采用探索性空间数据分析方法进行SO₂污染的时空演变分析;然后,基于环境库兹涅茨曲线框架纳入社会经济驱动因素及环境规制,采用空间计量模型探究SO₂污染是否越过拐点,并借此探索环境规制对于中国SO₂污染治理的重要意义.结果表明：1华北地区是中国SO₂污染最严重的区域,但污染状况逐年改善.从长期时间趋势来看,尽管空气污染在个别年份中有所加剧,但整体上呈现向好的趋势.从空间上来看,SO₂污染在空间上明显存在正向的空间自相关现象.2环境库兹涅茨曲线实证结果显示,尽管回归结果呈现显著的倒N型曲线,但无实根解,说明无实质性的经济意义.从另一方面来说,在研究环境库兹涅茨曲线时,除了统计学意义之外,经济意义更为重要.3空间计量模型回归结果显示,经济增长与SO₂污染在样本期内存在单调递减关系.换言之,中国已经越过了环境库兹涅茨曲线的拐点.此外,严格的环境规制有利于降低SO₂浓度.地区技术水平的进步及先进外资的“光环效应”都可以有效地改善SO₂污染.然而,人口密度增加、第二产业发展、电力消耗及固定资产投资增加是造成SO₂污染加剧的重要因素.     

利用国产环境减灾卫星遥感信息估测春小麦产量——以内蒙古陈巴尔虎旗地区为例

以内蒙古春小麦产区陈巴尔虎旗为研究实例,采用遥感方法,利用分辨率30 m的国产环境减灾卫星的NDVI数据对春小麦单产进行预测。研究选取了该卫星2009年7月29日春小麦乳黄熟期的NDVI数据,同时,建立其与春小麦单产间关系,运用数理统计与回归分析方法构建了春小麦乳黄熟期的NDVI与其单产的估产模型。利用地面实测春小麦单产对估产模型估测的单产进行精度检验,结果表明,基于影像提取的NDVI与春小麦实测单产有较好的抛物线状(y=cx²+bx+a)相关关系,NDVI与春小麦实测单产的相关关系达到显著水平,其相关系数R为0.87,单产相差160 kg/hm²,相对误差为-3.89%。表明利用国产环境减灾卫星的NDVI与实测春小麦单产建立的估产模型,对成熟前春小麦的单产进行估测,其估产精度也同样可达到与利用国外卫星的预估效益。     

辽河流域非点源污染空间特征遥感解析

应用遥感技术研究了辽河流域非点源污染发生特征.将环境卫星遥感数据耦合非点源(non-point Source,NPS)污染负荷估算模型,探索基于遥感像元尺度的非点源污染估算方法,目的是分析2010年辽河流域非点源污染特征,从而明确非点源污染的重点防治区和防治措施,为辽河流域水环境污染防治提供技术支持.结果表明,2010年辽河流域总氮排放量为10.3万t,总磷排放量为0.68万t,化学需氧量排放量为13.1万t,氨氮排放量为1.8万t;目前,对于辽河流域主要的非点源污染类型为农业面源;2010年辽河流域面源污染对水质污染的贡献率表现为总氮67.4%,总磷76.4%,化学需氧量39.4%和氨氮21.9%;空间分布上辽河流域的南部是污染最严重的地区,其次是东北部.本研究结合遥感技术发展了以遥感像元为基本模拟单位的非点源污染负荷估算方法,明确了2010年辽河流域的非点源污染产生量和空间分布特征,为辽河流域污染治理防治工作提供了理论依据.     

低轨道卫星表面电位探测器探测数据分析

目的 了解太阳活动低年低轨道卫星表面充电的特征规律,为今后低轨道卫星表面充电的防护设计提供参考.方法 利用我国一颗低轨道卫星搭载的表面电位探测器数据,对探测到的2017—2019年的78次表面充电事件进行统计分析.重点研究78次事件的充电时长、电位峰值、时空分布等特征以及事件与地磁活动的关系.结果 在太阳活动低年,83.3％表面充电事件持续时间不超过1 min,80.7％表面充电事件的充电峰值绝对值不超过100 V;97.4％的事件出现在南半球高纬度地区;88.5％的事件发生在磁地方时的18至02时之间;当表面充电事件发生率不为0时,事件发生率和Kp指数的相关系数为0.97.结论 在太阳活动低年,表面充电事件的持续时间较短,并且强度不大.表面充电事件发生位置具有明显的南北不对称性,呈现南多北少的趋势.表面充电事件多发生于高纬度地区,在磁地方时的傍晚至午夜发生概率高.表面充电事件发生率和地磁活动具有较好的相关性.     

“散乱污”企业遥感动态监管技术及应用

针对京津冀及周边等大气污染重点地区“散乱污”企业监管缺乏有效技术手段的问题,以卫星遥感技术为基础,综合利用地面站点空气质量监测、车载走航遥测技术、污染源在线监测等多种技术手段,建立了一套“散乱污”企业动态监测与整治效果评估的方法体系,并以京津冀及周边大气污染重点区域“2+26”城市中的廊坊市为典型示范区开展了应用.结果表明:①基于卫星遥感建立的大气污染指数模型及重点关注网格可以很好地指示“散乱污”企业重点集聚区,2018年3月廊坊市在重点关注网格内识别出疑似“散乱污”企业42处.②廊坊市“散乱污”企业PM_2.5和NO₂的整治效果明显,与2017年相比,2018年其对全市PM_2.5浓度和NO₂对流层柱浓度下降的贡献率分别达11.14%和5.95%.③廊坊市“散乱污”企业分布及整治效果核查验证表明,建立的“散乱污”企业识别方法有效,污染企业识别率达79%,“散乱污”企业整治效果明显,待核验的42处疑似企业中已拆除或关停的企业有14家,其他为中小型企业.车载走航遥测技术可以有效配合现场核验,核验的疑似“散乱污”企业沿线中因“散乱污”企业已整治完毕,现场观测显示污染程度较低.研究显示,建立的“散乱污”企业动态监管技术,不仅可以掌握“散乱污”企业区域污染分布规律,而且可以有效提取重点监管目标及评估管控效果,解决了目前“散乱污”企业监管技术手段缺乏的问题,并可应用于中小企业的监管,对提升我国大气环境精准治污、科学治污水平意义重大.      

大气气溶胶性质及其卫星遥感反演

论述了大气气溶胶的物理性质(含微物理性质)、化学性质及光学性质,特别是黑碳气溶胶的物理、化学和光学性质及其对气候强迫作用和对人居环境的影响,同时对光化学形成的二次气溶胶进行了简要介绍.指出一般气溶胶具有负气候强迫效应,而黑碳气溶胶具有较强的正气候强迫效应.在分析影响气溶胶性质的各种因素时发现,气溶胶性质除受外在环境因素影响外,也受内在的自身因素的相互影响.对卫星遥感气溶胶的原理及其在卫星遥感反演中气溶胶多种性质间复杂的相互关系进行了论述,并针对未来气溶胶的研究提出建议.      

L波段SMAP卫星数据平静海面亮温信息提取研究

风致海表粗糙度是微波辐射计接收亮温的主要误差来源,通过建立亮温增益模型对海面亮温进行修正是获取平静海面亮温信息的一项关键工作。基于SMAP卫星L2C海面亮温数据和10 m风速数据,分析了亮温增益与风速之间的相关性,并利用最小二乘法根据不同风速区间建立L波段下的粗糙海面亮温增益模型,在考虑白冠对亮温影响的情况下,输入Argo浮标插值得到的温、盐数据集,使用Meissner-Wentz介电常数模型计算得到参考亮温,与亮温增益模型修正得到的平静海面亮温进行回归分析,定量评价了该模型在该海域的适用性。研究表明,风速与亮温增益呈现正相关关系,0～3 m/s风速区间的水平极化亮温灵敏度比垂直极化方式高0.25 K/(m/s),3～12 m/s风速区间的前者比后者高0.02 K/(m/s),大于12 m/s风速区间的前者比后者高0.01 K/(m/s);在靠近陆域的海面亮温偏差比较大,在开阔海域大部分极化亮温误差均能控制在0.2 K以内;模型亮温与参考亮温回归分析的决定系数均在0.5以上,均方根误差均可以控制在0.2 K以内。