北半球冰冻圈变化及其对气候环境的影响

冰冻圈是气候系统的重要组成部分,其变化与影响已受到了全社会的普遍关注。本文介绍了北半球冰川、冻土、积雪、海冰近几十年来的时空变化规律,发现夏季在北极中央区出现海冰密集度极低的重要现象,阐明了冰川变化对水资源的影响,明确了积雪、海冰、冻土变化对气候的重要作用,并指出了今后需要进一步研究的问题。     

利用被动微波遥感低频亮温数据监测青海湖封冻与解冻期

根据水体和冰在微波波段介电特性的显著差异, 提出了一个利用被动微波遥感数据监测青海湖湖冰的封冻与解冻日期的方法. 利用青海湖水文站的观测和MODIS反射率数据对监测结果进行验证, 表明被动微波遥感亮度温度数据可以准确监测湖冰, 不确定因素主要来自卫星观测的重复周期. 对青海湖湖冰的长期监测结果表明: 1978~2006年间湖冰持续时间减少了14~15 d, 其中冻结日期推迟了大约4 d, 而解冻日期提前了大约10 d. 湖冰持续日数、封冻日期和解冻日期与年内月平均气温多元回归分析表明, 在0.05的置信水平下, 相关性分别为0.83, 0.66和0.89, 因此湖冰持续日数的年际变化可以反映青海湖地区的气候变化.     

强冲积河流过程二维水沙耦合数值模拟

强冲积河流过程泥沙运动非常活跃、河床变形快, 与水流之间存在强烈的相互作用. 传统的基于简化控制方程的非耦合数学模型违背了基本守恒律, 只能近似地适用于弱冲积河流过程. 建立普遍适用于强、弱冲积过程的二维水沙耦合数学模型, 将现有对不可冲刷床面浅水二维流动的、可以捕捉激波和接触性间断的WAF TVD二阶数值方法扩展至可冲刷床面浅水二维水沙运动问题. 应用该耦合模型研究了典型冰湖溃决洪水过程.     

中国陆面数据同化系统研究的进展与前瞻

陆面数据同化的核心思想是在陆面过程模型的动力框架内,融合不同来源和不同分辨率的直接与间接观测,准确一致地估计地表水分和能量循环的各个分量．作者已初步建立了中国陆面数据同化系统;同化方法采用了集合Kalman滤波,模型算子使用CoLM和SiB2等陆面过程模型,观测算子采用针对土壤(包括融化和冻结)、积雪等不同地表状态的微波辐射传输模型．该系统同化被动微波遥感观测如SSM／I,TMI和AMSR以及土壤和积雪的常规观测,已计算得到中国西北干旱区和青藏高原的土壤水分、土壤温度、积雪和冻土的同化资料．文中阐述了在同化系统的构建、同化算法的研究、陆面过程模型和微波辐射传输模型的集成以及大气驱动数据制备等方面的进展,讨论了陆面数据同化的特点和面临的问题,展望了未来的研究重点和同化方法在陆地表层系统科学研究中的应用前景．