新疆博斯腾湖地区气溶胶光学厚度特性地基遥感

为加强新疆戈壁地区沙尘监测,为区域气候变化研究和局地卫星遥感精度验证提供地基观测依据,利用CE-318太阳光度计在博斯腾湖地区2010年4～12月测得的太阳直接辐射数据,应用消光法反演了大气气溶胶光学厚度(AOD)和Ångström波长指数α并分析其变化特征。结果表明,该地区550 nm AOD平均值为0.33±0.22。当α>0.5时,550 nm AOD日均值小于0.25; 当α<0.5时,550 nm AOD日均值大于0.3。AOD日变化在非沙尘天气时有3种类型:平稳型、上升型和下降型。沙尘天气时有3种类型:上升型、早晨傍晚高且午时有低值、早晨傍晚低且午时有高值。AOD季节变化是春季最大,冬秋次之,夏季最小。当地年均大气透明度较好,气溶胶成分单一,沙尘天气是影响当地大气浑浊度的主要原因。     

兰州大气气溶胶的太阳光度计观测分析

利用2006年春冬两季在兰州及其市郊皋兰山的CE318型太阳光度计观测资料,分析了市区内与山上的气溶胶光学厚度(AOD)。通过研究发现,兰州气溶胶光学厚度的主要影响因子为大气稳定度;而气溶胶波长指数的主要影响因子为地面水平风速。市区AOD日变化呈现峰型和平稳型,山上为峰型和谷型。市区的AOD平均值显著大于山上;市区与山上的AOD平均日变化都为冬季大于春季。市区上空的大部分气溶胶集中在600m以下的高度层中,春季这一气层的气溶胶对总AOD的贡献率为71.4%,冬季为74.6%。山上气溶胶粒子半径冬季小于春季;市区上空春季气溶胶粒子以沙尘为主;冬季气溶胶粒子以烟尘排放为主。     

城市采暖前后黑碳气溶胶污染差异及影响因素分析

为研究城市采暖前后黑碳气溶胶(BC)变化特征,采用BC 1054型黑碳仪对石家庄市空气中的BC进行连续监测并分析,得到以下结果:监测期间BC平均浓度为(6.39±0.36)μg·m^-3,浓度范围为1.04～23.39μg·m^-3,采暖前平均浓度为(4.68±0.29)μg·m^-3,而采暖后平均浓度为(9.20±0.68)μg·m^-3,是采暖前的1.97倍;受人类活动影响呈明显的规律性:采暖前后BC日变化趋势为双峰双谷型,采暖后周末效应明显,BC浓度约为工作日的1.25倍;采暖前BC浓度受粗颗粒物影响较大,采暖后则受细颗粒物影响较大.石家庄市BC与CO,NO₂,PM₁₀,PM_2.5这4种要素来源相似,主要源于工业企业排放、机动车尾气、道路扬尘.     

南大洋和热带西太平洋大气中黑碳气溶胶的分布及影响因素

黑碳气溶胶(BC)具有直接和间接的气候效应,能够长距离传输,了解BC在全球大气中的浓度和分布对认识气候变化具有重要的意义.在中国第三十四次南极科学考察期间(2017年11月至2018年4月),利用多角度吸收光度计(MAAP)在线监测方法对航线上空的BC浓度进行了观测,结合氮氧化物(NO_x)气体浓度,探讨了BC浓度的分布特征及其影响因素.排除船基影响,南大洋海域中山站至法国站海区、罗斯海海区以及热带西太平洋海域海洋大气BC浓度分别为7.86 ng/m³±15.52 ng/m³、4.73 ng/m³±11.52 ng/m³和17.80 ng/m³±32.71 ng/m³;来源分析表明,罗斯海海区上空BC浓度反映了南极大陆的自然背景,热带西太平洋上空相对较高的BC浓度与陆地来源影响有关,估算的BC干沉降通量远远高于模型模拟的结果.     

长三角地区气溶胶对辐射和降水影响的分析

为深入研究长三角地区气溶胶对辐射和降水的影响,本文分析了2004—2014年该区气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)、辐射和降水的时空变化特征,在季节尺度确定了对辐射和降水影响最大的气溶胶成分.研究发现:2004—2008年,AOD在春、夏季明显上升(0.260·(10a)~(-1)、0.066·(10a)~(-1)),辐射在春季明显上升(20.4 W·m-2·(10a)~(-1)))、夏季明显下降(-41.4W·m-2·(10a)~(-1))),降水在夏季明显上升(4.6mm·(10a)~(-1))、冬季明显下降(~(-1).7mm·(10a)~(-1));2009—2014年秋季AOD明显下降(-0.126·(10a)~(-1)),辐射和降水无明显变化趋势.2004—2014年辐射在春、夏季受云量和气溶胶共同影响,2004—2008年秋、冬季辐射主要受AOD影响,2009—2014年秋、冬季辐射与云量相关性更高.各季节沙尘、海盐气溶胶的AOD小于总AOD的20%,但其对辐射和降水影响更大.春、夏季对辐射影响最大的气溶胶分别是细模态沙尘和细模态海盐;降水在春、夏、冬季均受沙尘气溶胶影响最大.     

基于FY3C/MERSI资料分析重庆市气溶胶光学厚度分布

【目的】分析重庆市2014年6月到2015年5月期间气溶胶光学厚度(Aerosol optical thickness,AOT)的空间分布特征。【方法】基于国产极轨气象卫星FY3C/MERSI的气溶胶光学厚度产品得到AOT并用FY3C/MERSI气溶胶光学厚度产品和太阳光度计的实测数据进行对比分析。【结果】对比分析的相关系数为0.64,绝对误差为0.145,均方根误差为0.196。由年平均AOT的空间分布可 知,重 庆 地 区AOT分 布 呈 现 出 东 低 西 高 的 趋 势,其 中 大 巴 山 七 曜 山 高 海 拔 地 区AOT较低,基本上在0~0.3之间,中部地区AOT在0.3~0.5之间,主城、西部地区绝大部分地区AOT在0.5以上,局部在0.6以上。从AOT的时间分布看,1月为高值期,12月、2月次之,5月最低;按季平均AOT来看,重庆市AOT高值期在冬季,秋季、春季AOT次之,夏季AOT最低。【结论】FY3C/MERSI的气溶胶光学厚度产品能较好的反映AOT的空间分布,与实际分布对比相关性高。
     

人为热对城市冬季降水的影响

城市人为热在冬季的气候效应比夏季更为显著,该文通过气象研究与预报(WRF)模型内置人为热揭示了人为热对城市冬季水热环境的影响机制,进一步利用大尺度城市能(LUCY)模型计算得到了北京地区高时空分辨率的人为热数据,将其耦合到WRF模型中,研究了北京地区人为热对降雪的影响,并与已有关于人为热对夏季降雨影响的研究结论进行对比分析,指出了人为热对夏季及冬季降水影响的不同之处。结果表明,人为热增加对冬季气温的影响幅度无明显阈值,但在空间的影响高度上存在阈值。人为热对夏季和冬季降水的影响机制不同,对夏季降水的影响范围和量级较大,影响机制较为复杂,而对冬季降水的影响主要集中在城市内部,主要影响降水相态。     

基坑工程降水对复合地基变形的影响

由深基坑工程土方开挖引起的周围土体水平位移和竖向位移通常与基坑降水引起的变形耦合在一起,使得降水引起的土体变形研究变得复杂。选取郑州市数十例基坑工程支护结构实测变形很小的降水工程,用稳定流理论分析降水引起的沉降范围;然后,以半理论、半统计方法研究了降水引起的地基变形的计算方法。由于土体结构复杂,且准确的参数确定尚有困难,建议的沉降计算方法还有一定的局限性。     

大气气溶胶的种类及其对人类的影响分析

依据大气气溶胶的水溶性组分将气溶胶划分出硫酸盐气溶胶、硝酸盐气溶胶、铵盐气溶胶等3种,并对气溶胶对人类的影响进行了分析。     

Pasternak地基降水对邻近管线影响的解析研究

基于Pasternak弹性地基梁理论,结合土的有效应力原理和Dupuit假设,推导了砂土地层单井降水引起邻近管线变形的解析解.算例解析计算结果与抽水试验及数值模拟结果吻合较好,验证了其准确性,在此基础上深入分析了管线受力变形的影响参数.结果表明:研究管-土相互作用时,土中剪力的影响不应被忽略,管线变形范围与降水影响半径...     

卫星遥感监测全球大气气溶胶光学厚度变化

 全球大气气溶胶类型和含量变化与气候变化和大气环境污染密切相关,是气象学、环境学和医学研究关注的热点问题。为认识全球气溶胶分布基本特征,发现和跟踪全球气溶胶显著变化地区,本文利用美国NASA 发布的C6 版MODIS气溶胶光学厚度产品分析全球大气气溶胶光学厚度时空年变化特征及其影响因素;分析气溶胶光学厚度分布与中国霾区的关系,提出霾区治理的气溶胶光学厚度年平均值参考标准。分析2003-2014 年卫星监测的气溶胶光学厚度(AOD)空间分布特征显示,全球气溶胶光学厚度稳定高值区位于亚洲东部及其邻近太平洋海区、印度半岛及其邻近印度洋海区、非洲北部和中部及其邻近大西洋海区;重点变化关注区为俄罗斯西伯利亚东部增量区和南美洲亚马逊平原热带雨林减量区。气溶胶光学厚度高值地区的形成与沙尘暴、火山喷发、生物质燃烧、工业排放等自然源,以及工业污染物排放、交通运输、秸秆焚烧等人类活动造成的人为源气溶胶排放直接相关,并受气象因素和山脉等地形阻挡因素影响,这些因素的稳定性与季节变化最终形成全球气溶胶的时空分布特征。中国东部气溶胶光学厚度年平均值大于0.5 的区域为主要霾天气区,其中华北南部、黄淮、江淮、江汉地区和四川盆地为全球气溶胶光学厚度极端高值区,年平均极端高值达到0.8~1.0,为霾天气常态化发生区;通过全球气溶胶光学厚度量值分析认为,气溶胶光学厚度年平均值0.5 可作为中国大气环境最大承载量,中国东部地区高于此值的区域为主要大气污染控制区,大范围工业生产污染物减排可带来整体环境改善,通过工业结构调整有望降低的气溶胶污染中位比率为33%,平均比率为26.5%。     

Influence of aerosol on regional precipitation in North China

The possible anthropogenic aerosol effect on regional precipitation is analyzed based on the historical data of precipitation and visibility of North China. At first, the precipitation amounts from 1960 to 1979 are considered as natural background values in our study for relatively less intensive industrial activities and light air pollution during that period of time, then the region is divided into different subregions by applying the clustering method including the significance test of station rainfall correlations to the time series of 10-day mean rainfall amounts in this period. Based on the rule that the precipitation characteristics are similar in the same clustering region, the correlation of precipitation amounts among all stations in each region is thus established. Secondly, for the period from 1990 to 2005, during which, the economy had experienced a rapid development in this region, the variations of visibility at each station are analyzed. The stations with the absolute change in visibility less than 0.1 km/a are used as the reference stations, at which it is assumed that precipitation has not been seriously influenced by anthropogenic aerosols. Then the rainfall amounts of reference stations are used to estimate the natural precipitation values of the other stations in each clustering region. The difference between estimated precipitation and measured precipitation amount is thought to result from changes in anthropogenic aerosols. These changes in precipitation amounts caused by anthropogenic aerosols at each station are calculated using the 10-day mean rainfall values from 1990 to 2005. The analysis results obtained with this method are remarkable if it passes the significance test, and therefore, the suppression of regional precipitation over the region by anthropogenic aerosol is proved. It is found that this effect is most remarkable in summer. The influence of anthropogenic aerosols on convective precipitation possibly plays an important role in this season. Supported by National Basic Research Program of China (Grant No. 2006CB403706) and National Natural Science Foundation of China (Grant No. 40475003)     

全极化微波辐射计遥感海面风场的 关键技术和科学问题

全极化微波辐射计是一种新型的微波遥感器,它不但测量目标微波辐射信号的两个正交极化分量,并且测量两个正交极化分量的复相关量。这些相关信息对于表面微波辐射的各向异性更加敏感,这样就提供了测量海面风场的一种手段。 文章在介绍国内外全极化微波辐射计现状和特点的基础上,首先对于全极化微波辐射计遥感海面风场的原理及其影响因素进行分析;然后,从全极化微波辐射计的硬件设计和定标两个方面论述了硬件实现的关键技术问题;最后,对于风场反演的有关科学问题进行分析,重点论述了风场反演算法建立的关键,主要技术指标对于风场反演误差的影     

MODIS资料遥感黄土高原半干旱地区气溶胶光学厚度

借助6S辐射传输模式,模拟了MODIS红、蓝、中红外通道的表观反射率在不同气溶胶类型下对地表反射率和气溶胶光学厚度的敏感性试验.利用Kaufman扩展的暗像元方法反演了黄土高原半干旱地区晴空天气条件下的2.5 km高分辨率气溶胶光学厚度,选取的10天反演结果有6天的相对误差较小,在16%以下,绝对误差小于0.05的有7天.反演的10天资料中,兰州大学半干旱气候与环境观测站与之对应的CE-318观测资料的光学厚度平均值为0.2226,反演的平均值为0.2170,反演结果较合理.将反演结果与CE-318观测资料和NASA发布的气溶胶产品进行了对比,显示反演结果与NASA发布结果的空间发布存在一致性.     

基于多源遥感数据的蓄洪区洪涝遥感监测与分析

为科学治理蓄洪区洪涝灾害、有效降低经济损失,以安徽省蒙洼蓄洪区作为研究区域,选择哨兵一号、二号和高分系列卫星影像作为数据源,采用区域生长法快速提取洪水淹没范围,绘制洪涝灾害前后的水体变化监测图,并结合蒙洼蓄洪区的土地利用类型分布图,利用GIS技术分析2020年7—8月洪涝期间蒙洼蓄洪区各土地利用类型受灾情况以及总区域受灾情况的时空变化特征。结果表明:区域生长法结合多源卫星遥感数据,可以快速准确地提取洪涝灾害范围,实现洪涝灾害信息的时效性和高频次监测;蒙洼蓄洪区的重度受灾区域主要集中在中部和东北部地区,西南部地区受灾程度较轻,农田和养殖塘受灾程度最为严重,保庄圩和庄台受灾程度最轻;蒙洼蓄洪区受灾面积的时间变化与蓄洪措施具有很强的相关性,而与当地降水情况的相关性较弱。     

基于多源遥感数据的城市扩张测度研究——以厦门市为例

以2000、2005、2009、2013年的Landsat遥感影像数据和相应年份的DMSP/OLS夜间灯光数据为基础,结合厦门市的社会经济数据,运用GIS和RS分析手段,通过引入紧凑度、城市重心、城市扩张速度、城市扩张强度、全域空间自相关系数、弹性系数等指标,对城市扩展过程中的时空特征、形态演变及其与经济发展之间的协调性进行测度.结果表明,厦门城市扩展空间形态变化呈现明显的阶段性,城市扩张过程中空间形态趋向稳定,土地开发利用和城市功能配置还处于较低水平.     

基于卫星遥感数据的陆面温度反演算法研究

针对NODIS(Moderate Resolution Image Spectroradiometer)遥感数据每天4次过境(2颗星)的特点,利用两个红外通道(本研究选取31通道和32通道)在2个不同时刻的遥感数据,提出了2通道反演算法,找出了非均匀地表温度遥感反演的可行方法,并在实验区进行了反演实验,取得了与实际状况几乎一致的陆地表面温度反演结果.图1,表2,参9.     

加权马尔可夫链在保定地区降雨量预测中的应用

根据保定地区1960-2010年的年降雨资料,采用均值-标准差分级法,并以规范化的各阶自相关系数为权,建立加权马尔可夫链预测模型对保定地区年降雨量进行预测,模型验证的结果与实际数据相符,预测精度较高,为保定地区年降雨量的预测提供了一条值得探索的途径.     

多时间尺度下遥感降水产品与再分析降水产品在海河流域适用性对比分析

为了综合评估热带降雨测量卫星(tropical rainfall measuring mission,TRMM)、全球降水测量计划(global precipitation measurement,GPM)遥感降水产品和MERRA-2再分析降水产品在海河流域的适用性,基于流域内57个气象站点2014年3月—2018年2...     

基于形状的遥感图像检索系统

研究了基于内容的遥感图像库的快速检索系统．系统采用基于形状全局特征与局部特征相结合的两步检索策略，由简单的全局特征来过滤掉大部分的非相关形状，利用矢量近似方法来对所属类别进行快速定位，缩小搜索空间；局部特征相似性是通过形状小波变换系数之间的距离直接计算的．仿真试验表明，该查询结构能够高效准确地对高分辨遥感图像和航片进行检索．