基于地表裸露度和地表反照率影响的喀斯特地区热环境变化分析

在自然和人为因素的影响下,喀斯特地区地表覆盖受到破坏,导致大面积地表裸露,同时影响着地表反照率的变化,进而引起周围地表温度发生改变.以典型喀斯特区域安顺市为例,基于大气校正法反演2006—2017年地表温度,并结合同时期的地表裸露度和地表反照率变化情况分析喀斯特地区热环境变化特征.结果表明:地表裸露度、地表反照率与地表...     

利用NOAA/AVHRR数据估算福建省月平均地表反照率

在对行星反照率与地表反照率关系理论分析的基础上,利用地表太阳总辐射观测数据,建立了利用NOAA/AVHRR数据估算地表反照率的模型.对每一幅卫星影像,分别确定了模型中系数a、b的值,并据此计算了卫星成像瞬间的地表反照率.计算结果表明,利用建立的地表反照率计算模型估算的月平均地表反照率比较准确地反映了福建省的地表状况.     

几种典型地表类型反照率时序变化特征及其参数化研究

地表反照率对地表能量平衡、气候模式和全球变化研究具有重要的作用.受季节和下垫面影响,地表反照率呈现一定的时序变化特征,刻画这种变化特征可以为地表反照率估算提供背景信息,有利于提高反照率反演精度.目前已有许多研究致力于分析地表反照率时序变化特征和影响因素,但分析仅限于某一特定区域的一种或几种地表类型,同时对反照率与叶面积指数(leaf area index,LAI)、归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)等影响因子的相关性还缺少参数化研究.本文使用美国通量观测网络AmeriFlux观测数据资料,利用该网络站点分布范围广、地表类型丰富的特点,选取其中代表性较强的站点观测数据,分析了落叶阔叶林、常绿针叶林、草地、农田4种典型植被类型地表反照率的时序变化特征.发现各植被地表类型反照率呈现"U"形年内变化特征,在植被生长季,落叶阔叶林、农田、草地3种地表类型反照率均先减小再增大后减小,而常绿针叶林地表反照率变化不明显.利用统计方法分别建立了地表反照率与LAI和NDVI的参数化模型,结果显示:2种估算地表反照率的参数化模型均能较好反映植被生长过程中地表反照率的变化特征,与地面实测数据相比,计算得到的地表反照率具有较高的精度;2种参数化模型估算得到的反照率一致性好,相关系数为0.721 9.该参数化方案可为地表反照率的进一步估算提供背景参考模型.     

喀斯特城市桂林地表温度时空变化及地物覆盖影响分析

【目的】定量分析喀斯特城市桂林1990—2015年快速扩展对热环境的影响。【方法】提出喀斯特山峰混合像元比辐射率估算方法,对Landsat卫星12景遥感图像用模型反演地表温度并分析地表温度时空变化规律;提出建筑覆盖率、水体覆盖率和裸土率估算方法,反演植被覆盖度、建筑覆盖率、水体覆盖率、裸土率和裸岩率,分析混合像元中各地物覆盖率变化对地表温度的影响。【结果】1)研究地的建筑/道路、喀斯特山峰裸岩、干燥裸土的地表温度相对较高,水体和茂密植被覆盖的喀斯特山峰阴坡地表温度最低,茂密植被覆盖的喀斯特山峰阳坡的地表温度也相对较低;在太阳辐射下,喀斯特山峰阳坡地表温度比阴坡地表温度高1~3 ℃。2)1990—2015年研究地的地表温度高于喀斯特山峰茂密林地的高温像元比例呈逐渐上升的趋势,由61.9%变化到75.2%。3)研究地的地表温度因植被覆盖度、水体覆盖率增加0.1而分别降低0.5~0.7℃,0.2~0.4℃;因建筑覆盖率、裸土率和裸岩率增加0.1而分别升高0.4~0.7℃,0.4~0.6℃和0.3~0.5℃。【结论】喀斯特城市桂林的地表温度明显受人为因素、植被覆盖和地形的影响。
     

2000—2016年喀喇昆仑-西昆仑山地表温度时空变化特征

为了揭示高寒地区气候变化特征及时空差异性,基于MODIS地表温度(LST)产品,利用气候倾向率、Mann-Kendall非参数检验等多种方法研究了2000—2016年喀喇昆仑-西昆仑山地表温度的时空变化特征及其与海拔和纬度的关系,主要结论如下.(1)2000—2016年喀喇昆仑-西昆仑山LST呈极显著上升趋势,速率为0.32℃/10a(P<0.001),表明该区域对全球变化响应敏感,其中夏季(0.5℃/10a)增温最显著,秋、冬季次之,而春季(-0.096℃/10a)呈降温趋势.(2)空间上,东帕米尔高原以及阿里喀喇昆仑山和西昆仑山东部高海拔区域升温较快;季节上,春、秋两季具有相似性,均呈中部降温、东西两侧升温的空间变化特征,但升温或降温趋势并不显著,夏季,低海拔区(Ⅰ)和高海拔区(Ⅲ)以升温为主,中海拔区(Ⅱ)以降温为主,而冬季呈现与夏季相反的态势.(3)年均地表温度与海拔的偏相关系数为-0.870,呈现出极显著的负相关关系;与纬度的偏相关系数-0.513,呈现出较为显著的负相关关系,说明LST与海拔的关系更为密切.     

2000—2014年三峡库区重庆段地表蒸散量时空分布规律

【目的】研究2000—2014年三峡库区重庆段地表蒸散量(Evapotranspiration,ET)的时空分布规律。【方法】基 于MOD16-ET产品,在GIS技术支持下,采用趋势分析、样带分析等方法定量分析ET时空分布特征(多年平均以及月尺度)及该特征与土地利用/覆被、地形的空间耦合规律。【结果】2000—2014年研究区域多年平均ET为749.0 mm;呈现西低东高的基本特征,ET剖面线上出现“长寿—涪陵”陡增点。ET年际变化整体表现为先增后减态势,其中ET存在统计学意义上减少(p<0.05)的区域面积占库区总面积的14.5%,而ET存在统计学意义上增加(p<0.05)的区域面积占库区总面积的4.34%。ET年内变化特征与该区域水热季节性变化规律基本一致,在月尺度上ET存在先增后减的单峰变化趋势(最大ET出现在7月,为117.4mm)。地表覆盖类型按ET值大小由高到低排序依次为:灌木林地、乔木林地、草地、耕地、其他稀疏植被。地表覆盖类型与海拔及坡度在空间分布上与ET存在高度空间耦合。【结论】三峡库区重庆段ET时空分布规律明显,受地表覆盖类型及地形影响较强,研究结果可为分析三峡库区旱涝灾害成因,构建合理生态需水配置模式提供重要参考。
     

1960—2013年重庆市气温变化特征分析

【目的】深入了解重庆市气温变化的时空分布格局。【方法】利用重庆市34个气象台站1960—2013年的逐日气温资料,采用线性倾向估计、滑动t检验、Mann-Kendall突变检验以及 Morlet小波等方法分析重庆市气温变化特征。【结果】1960—2013年重庆市的区域增温速率为0.008℃?a-1;四季气温也均呈上升趋势,其中秋季增幅最大,夏季最小;年平均气温存在显著的2~4a周期变化,年均温年代际变化具有阶段性,2000年前有降温的趋势,其中1980—1989年为低温期,2000年气温突变后为升温期;季节均温年代际变化表现为:春季、秋季、冬季呈“降温—增温—降温”的变化过程,夏季则只有“降温—增温”的变化趋势;气温增温速率在空间分布上由西向东逐渐升高,巫溪达到最高值,为0.056 ℃?a-1。【结论】1960—2013年重庆市的区域年平均气温略有上升,四季升温趋势存在差异;气温年代际变化具有阶段性:低温期、过渡期、升温期,2000年为重庆市气温突变年;气温增温趋势总体呈由西向东逐渐递增的空间分布格局。
     

2000—2014年贵州省安顺市NDVI变化及其与气温、降水的关系

【目的】植被恢复是石漠化治理的核心,研究典型喀斯特石漠化地区植被变化趋势及其与气温、降水的关系,为明确后期植被恢复的重点区域和可利用的关键气候因子提供决策依据。【方法】基于2000—2014年MODIS-NDVI数据集资料,结合相同时期观测的气温与降水数据,运用均值法、趋势线分析法和相关分析法来分析贵州省安顺市NDVI的变化趋势及其对降水和气温的响应特征。【结果】2000—2014年,石漠化严重地区安顺市植被覆盖呈明显的上升趋势;植被覆盖增加的区域主要集中在海拔相对较高且石漠化严重的紫云县和镇宁县,而植被覆盖减少的区域主要分布于北部安顺市西秀区—普定县—平坝县交界沿线以及主要县级行政中心所在地及其周边地区;年均降水量与年均气温对安顺市NDVI的变化影响不大,而在月际NDVI变化尺度上,气温条件则是植被生长的关键因素;NDVI变化对气温和降水均没有明显的滞后效应或滞后时间较短。【结论】在后期安顺市生态修复及石漠化综合治理过程中,应加强对北部植被覆盖减少区域的治理;充分利用气温因子的作用,合理安排植被培育、栽植等管理活动;同时应以创建“国家森林城市”为契机,不断提高植被覆盖水平。
     

近10年来青藏高原地表温度时空变化特征分析

基于2008-2017年青藏高原地区133个地面气象站的地表温度观测数据和五套地表温度模拟资料(ERA-5、ERA-Interim、GLDAS2.1-Noah、JRA-55、MERRA-2),分析了近10年以来青藏高原地区地表温度的时空变化特征以及多种地表温度模拟资料在青藏高原的适用性。结果表明：(1)青藏高原地区的地表温度呈现边缘地区高、中心地区低,由边缘地区向中心地区递减的变化趋势,地表温度的空间分布主要受海拔高度影响,同时服从纬度的地带性规律;(2)五套地表温度模拟资料均能够描述青藏高原地区地表温度的空间分布特征,但是均出现了低估现象,可以基于模拟资料所使用的高程数据与实际观测之间的高程差,对地表温度模拟结果进行修正;(3)近10年,青藏高原地区的地表温度呈现变暖趋势,且随着海拔高度的降低,地表温度增暖趋势越剧烈;(4)在青藏高原多年冻土区3个地面气象站,五套地表温度模拟资料与观测资料呈显著相关(相关系数>0.96),模拟误差具有季节性特征,在夏季和冬季偏差较大,在春季和秋季偏差较小。     

1961—2014年重庆市降水量的时空变化特征

【目的】深入了解重庆市降水量的时空分布格局。【方法】运用GIS中Kriging空间插值法、气候倾向率、累积距平法、Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析等方法,研究重庆市34个气象站点1961—2014年的日降水量的时空变化特征。【结果】重庆市年降水量在862.11~1436.55mm之间,气候倾向率为-3.043mm·a-1。季节降水量分布与年均降水量的趋势一致;秋季降水量下降速率最大,下降速率为-1.566 mm·a-1。1961—2014年重庆市年降水量出现准5a的周期变化,20世纪70年代为年降水量最多的年代,1984—1986年出现了年降水量由多到少的突变。年平均降水量和季节平均降水量呈现武陵山东侧较多,盆地地区较少的特征。不同强度降水量时空特征为:年中雨量占全年降水量比重最大,总量约为297.00~437.77mm,下降的速率也最大,为-1.439mm·a-1;年中雨量较大值出现武陵山东侧;年暴雨量较少,总量较高值出现在盆地东北部地区。【结论】1961—2014年重庆市年降水量出现明显下降的趋势,各季节降水量下降趋势存在差异;降水量呈现中部少,南北部多的空间分布格局。
     

用车贝雪夫多项式作中国西南雨季降水场预报

用车贝雪夫多项式展开方法对1961－1995年西南雨季（5－10月）降水资料及1961－1996年9月至次年2月印度洋海温资料进行分析,再利用逐步回归的统计方法,建立了印度海洋温场与西南雨季降水场的预报方程,通过对1996及1997年预报结果的试验,效果较为理想。     

江淮流域梅雨期雨量的变化特征及其与太平洋海温的相关关系及年代际差异

运用相关分析和滑动相关方法,分析了江淮流域5个代表站1903-2000年梅雨期雨量的变化特征及其与太平洋海温的相关关系及年代际差异.结果表明,江淮地区梅雨期雨量在近百年来存在明显的年际和年代际变化特征.通过分析梅雨期雨量与太平洋海温的年代际相关特征发现,江淮流域梅雨期雨量与前期及同期太平洋海温关系密切,前一年冬季及梅雨期东北太平洋海温与江淮流域梅雨期雨量负相关,在热带东太平洋的Nino1 2区两者正相关显著,同年春季西太平洋部分海域海温与江淮流域梅雨期雨量正相关.从年际相关分析发现,前一年冬季太平洋海温与梅雨期雨量正相关,同年春季以及梅雨期两者相关不明显.通过分析年代际差异发现,江淮流域梅雨期雨量与前期及同期热带太平洋关键区海温的21a滑动相关存在显著的年代际差异,这种差异与海温的21a滑动平均的年代际冷暖背景关系密切,热带太平洋海温关键区前一年冬季冷海温背景下,梅雨期雨量同海温正相关显著,同年春季暖海温背景下,两者之间负相关显著,而江淮流域梅雨期雨量同中国近海海温之间(从冬季到梅雨期)维持显著的正相关,与该区海温冷暖背景的关系则并不明显.     

ENSO事件对云南短期气侯影响的研究

利用云南1951～1997年逐月降水和气温资料和全于1951～1997年月平均海温资料,统计了云南降水和气温对赤道东太平洋海表温度变化的响应,结果表明：云南降水和气温与赤道东太平洋海温的异常有着密切的关系。     

基于未校准PMS和参照物的三维表面重建

未校准的PMS在重建物体三维形状时比经典的PMS的光照约束条件低,增加了在实际应用时的灵活性。但未校准PMS算法需要同时估算输入图像的光参数以及物体的三维形状,算法的求解难度也随之提高。本文提出一种基于未校准PMS和参照物的算法来估算目标物体的三维形状和反照率,并通过实验对合成物体以及自然光环境下的真实物体进行了三维重建,实验结果验证了本文算法的准确性和有效性。     

中国北方中部地区近五十年气温和降水的变化趋势

基于中国北方中部地区150个气象站点的气象数据,对该地区近50年来气温和降水量的倾向率及其空间分布运用线性趋势分析和空间插值等方法进行分析.结果表明:该地区气温在近50年呈现出整体上升趋势,且2月份的升温最为显著;气温变化趋势的分布格局上,东南部升温速率较西北部低;平均最低气温上升趋势明显,对气温升高的贡献率较大;降水量呈下降趋势,下降区域主要集中在35~40°N之间,且主要与7、8月份降水量减少有关.     

An observational study of snow aging and the seasonal variation of snow albedo by using data from Col de Porte,France

An 18-year long （1993-2011） comprehensive dataset of snow and meteorological variables from Col de Porte, France is used to analyze the variation of shortwave broadband albedo with elapsed time after snowfalls （snow aging） during each snow season. The effects of air temperature, snow surface temperature and snow depth on snow albedo are investigated. An index based on the accumulation of air temperature over several consecutive days with daily mean higher than 2.5 ℃ is proposed to divide each snow-covered period into a dry and the following wet snow season when this index reaches 18 ℃. The results indicate that snow surface albedo decreases exponentially with time in both dry and wet snow seasons. Snow albedo reduction with snow aging is small at low surface temperature and the reduction rate increases with the rise of surface temperature. However, the reduction rate is widely scattered within the observed range of temperature, implying a loose relationship between snow albedo and snow surface temperature. Snow albedo in wet snow season is generally smaller and decreases faster than in dry snow season. For Col de Porte site, snow depths to effectively mask the underlying surface are 21 and 33 cm in dry and wet snow season respectively.     

华南地区气候季节的划分

本文利用３６年月平均地表气温和月降水量资料来探讨华南地区的气候季节的划分，发现用温度和降水组成的矢量场对华南气候进行季节划分比单用温度或降水量场来划分要合适一些，所得结果与人们习惯的根据太阳辐射变化而划分的春夏秋冬有很大差异。     

IR4通道反照率计算及其在降水过程分析中的应用

在推导IR4通道反照率反演公式的基础上, 将IR4通道亮温及其反照率计算结果用于北京地区夏季降水过程的个例分析。结果表明: IR4通道反照率在降水形成前会出现明显的先升后降的现象, 对降水的反馈早于红外长波(IR1)和水汽(WV)通道; 在强降水后的弱回波阶段, IR1和WV通道亮温会继续下降, 极值位置延迟于雷达最强回波位置, 而IR4通道亮温和反照率这一阶段的变化趋势与以上2个通道相反。     

云南地区降水与太平洋海温的奇异值分解分析

利用奇异值分解法（ＳＶＤ）分析了云南２１个站各月降水距平与北太平洋海温的相关关系,得到了奇异向量,对贡献原前２个奇异向量进行分析,结果表明：①平均意义上,秋 季海温与云南各月降水存在显著的相关关系;②秋冬季热带东太平洋海温对型年春末盛夏云南中部地区的降水有显著的影响。③秋冬季的热带中东太平洋海温与前一年春末和盛夏降水也存在明显的相关关系。