基于Terra/MODIS的沙尘暴业务化遥感监测研究

探讨了以MODIS为数据源进行沙尘暴监测的业务化技术流程及方法。以2003年4月9~11日连续发生在我国西北部特大沙尘暴为例，进行了沙尘信息提取及等级划分的示例研究，并与已经业务化运行的气象卫星（NOAA-16、风云1C气象卫星）的结果进行了相关比较。结果表明，该研究为卫星遥感监测沙尘提供了新的数据源和监测途径。     

亚洲沙尘暴的遥感监测方法研究 --以中国-日本合作研究区为例

介绍了亚洲沙尘暴遥感监测的一些新方法,并对监测结果与数据进行了综合分析,这些结果能够为GCM全球尺度沙尘模型提供参数和验证数据。本次研究结果为亚洲沙尘暴的中长期预测/预警系统提供了新的遥感技术方法。     

沙尘暴的卫星遥感监测与减灾服务

论述了我国北方地区造成严重影响的沙尘天气 ,特别是沙尘暴及其危害及研建完成的“沙尘暴的卫星遥感监测与灾情评估系统”及其监测评估实例。系统的研建促进了空间技术在防灾减灾工作中的应用服务。     

中国北方沙尘暴频数演化及其气候成因分析

利用地面气象观测资料，分析了中国北方1954～2001年年、季沙尘暴发生日数的演变规律及其与风速、相对湿度、降水、气温和干燥度的相关关系。结果表明，中国北方沙尘暴发生日数在1954～2001年呈波动下降的趋势，春季下降趋势最明显。沙尘源区的气候要素对北方沙尘暴发生日数具有比较明显的影响，其中风是影响较大的因子。平均风速和大风频率增加(减少)均有(不)利于沙尘暴天气的形成。气温与沙尘暴日数呈显著的反相关关系，反映了北方温度升高可能通过大气环流间接地抑制了沙尘暴的发生。降水增加对沙尘暴发生也有一定抑制作用，尤其春季和前冬沙尘源区降水多寡对沙尘暴的发生有着重要的影响。北方沙尘暴频数与沙尘源区的相对湿度或干燥指数也存在较明显的相关关系。在过去的近50a内，造成中国北方沙尘暴频率显著下降趋势的直接自然原因是：沙尘源区和发生区平均风速和大风日数的减少、主要沙尘源区降水量特别是春季和前冬降水量的增加、以及由于源区降水增加引起的大气和土壤湿润程度的改善。     

利用Terra和Aqua双星MODIS数据协同研究沙尘暴

利用2005-04-28上午星Terra和下午星Aqua白天和晚上共4景MODIS数据对影响华北地区的一次沙尘暴进行了研究。对于白天的MODIS数据，利用热红外亮度温度差值法结合可见光近红外波段反射率阈值法，可以很好地把沙尘与背景地物和云分离开来；对于夜晚的MODIS数据，利用热红外亮度温度差值法也能较好地提取沙尘信息。研究表明，MODIS数据在沙尘暴等灾害研究方面具有很大的潜力。     

利用NOAA卫星资料估算陆地沙尘量的方法

提出一种利用NOAA卫星可见光通道估算北方干旱陆地上空沙尘含量的方法。该方法考虑到在短时间内某一固定区域的地面反射率变化较小,因此可以利用沙尘暴发生和晴空2个不同时刻卫星测量到的这一像素区的辐射值来消除地面反射率的影响,估算陆地上空沙尘暴的光学厚度。在2002年4月6日左右沙尘暴发生期间,利用该方法计算的沙尘光学厚度与载沙量的结果和同步观测的TSP值与地面气象数据在趋势与分布上是一致的。     

MapGIS二次组件开发技术在沙尘暴灾情监测系统设计中的应用

结合近年来自然灾害防治中的沙尘暴问题,为了能够有效根据历年发生沙尘暴的具体信息并及时加以管理和控制,本文以沙尘暴较为严重的西北五省为重点,探讨GIS技术在地质灾害信息管理系统中的应用。该系统利用MapGIS的二次开发功能,运用C#语言和SQL Server 2000数据库自主开发了沙尘暴灾情监测系统。该系统提供的信息查询、统计分析和影响趋势分析对沙尘暴的防治工作具有一定的积极作用。     

土地利用动态遥感监测中变化信息的提取方法

在参与2001年的全国土地利用动态遥感监测项目中，通过对遥感机理的深入研究，结合土地利用动态监测的遥感数据源、任务会求及满足生产实际的需要，在参考现有方法的基础上，对变化信息提取的整个过程进行了整理，并通过实践验证了变化信息提取方法的可靠性。     

沙尘暴由它去吧

近几年来．每到春天．“沙尘暴”就成了各路媒体的关键词之一．关于沙尘暴的各种新闻不绝于耳。尤其在北京这样的北方大城市．人们谈“沙”色变．沙尘暴几乎成了环境问题的代名词。人们大都认为．是由于不科学的治理方法和当地农民的利益驱动．例如，滥伐、滥垦、滥牧、滥挖、滥用水资源．造成了水土流失、土地沙化以至荒漠和沙漠的扩大。总之我国沙尘暴的频发．是人类活动使土地荒漠化扩大造成的。     

遥感在沙尘暴监测领域中的应用

沙尘是全球气溶胶系统的主要特征之一,其对地表辐射收支平衡具有显著影响。在过去的几年中,卫星遥感技术已被广泛应用于空气质量监测。本文整理了不同传感器在该领域中的应用,并分析提出了新的理论和方法。文中提供了一份国内外对雾霾监测研究的简要概述,并有针对性地评估了各种方法和经典指数。最后提出一些观点和建议,希望提高遥感在探测全球沙尘暴事件中所起到的作用。     

沙尘源区AVHRR反照率时序变化与TSP的对比分析

以 2 0 0 1年 3月到 5月的几次沙尘天气为例 ,介绍基于地表覆盖的AVHRR反照率的反演结果 ,并与TSP(沙尘干量 )和Si(硅 )进行对比分析 ,发现它们具有较好的相关性 ,从而揭示了沙尘暴发生前后地表能量的变化状况 ,为预测预警沙尘天气的危害提供及时客观的空间信息     

Monitoring the source of trans-national dust storms in north east Asia

Abstract

The vast expanse of the Gobi desert across the Mongolian plateau experiences frequent dust storms. In this isolated region remote sensing techniques can provide an effective measurement of dust storms. Brightness temperature channels 4, 5 of AVHRR/NOAA satellite data, emissive bands of MODIS/TERRA satellite data and meteorological station measurement data were used and tested for dust and sandstorm mapping in the desert area of Mongolia and northern China. The differences between thermal bands in combination with geographic information system (GIS) layers were used for mapping in this study. The results show that dust and sand storm maps can be achieved from emissive bands for monitoring of dust and sandstorms. Most active dust storm sources can occur in truly remote areas where there is little or no human activity, although many sources are associated with areas where human impacts are well documented. Thus, on a regional scale dust mobilisation appears to be dominated by natural sources.     

中国北方沙尘灾害特点及其下垫面状况的遥感监测

2000年春季,中国北方地区多次受到沙尘灾害的影响,对生产、生活活动造成了多方面的不利影响。采用遥感和GIS技术进行沙尘灾害的过程监测、空间特点分析和下垫面状况分析是一个有效的技术方法,通过对沙尘灾害发生、发展的环境条件的了解,可以减轻沙尘天气的危害、防治等一系列决策措施的制定、实施提供客观、及时的空间信息,有助于制定和实施区域生态环境保护措施,以便减少沙尘天气的次数和减轻灾害性天气的危害程度。     

中国北方沙尘灾害特点及其下垫面状况的遥感监测

2000年春季,中国北方地区多次受到沙尘灾害的影响,对生产、生活活动造成了多方面的不利影响。采用遥感和GIS技术进行沙尘灾害的过程监测、空间特点分析和下垫面状况分析是一个有效的技术方法,通过对沙尘灾害发生、发展的环境条件的了解,可以减轻沙尘天气的危害、防治等一系列决策措施的制定、实施提供客观、及时的空间信息,有助于制定和实施区域生态环境保护措施,以便减少沙尘天气的次数和减轻灾害性天气的危害程度。     

2002年春季北京沙尘天气成因及源地分析

利用气象卫星资料对2002年春季北京沙尘天气成因及源地进行分析,得出:我国北方地区连续数年的持续少雨以及2001年冬天以来的异常温暖是2002年北京沙尘天气频发的主要气候原因;2002年春季影响北京的沙尘天气分别来源于蒙古国境内和内蒙古阴山地区及浑善达克沙地毗邻地区,前者所造成的影响明显大于后者。     

The brightness temperature adjusted dust index: An improved approach to detect dust storms using MODIS imagery

Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) imagery provides a good data source for timely and accurate monitoring of dust storms. However, effective MODIS-based dust indices are inadequate. In this study, we proposed an improved brightness temperature adjusted dust index (BADI) by integrating the brightness temperatures of three thermal infrared MODIS bands: band₂₀ (3.66–3.84 μm), band₃₁ (10.78–11.28 μm) and band₃₂ (11.77–12.27 μm). We used the BADI to monitor several representative dust storms over the Northeast Asia between 2000 and 2011. When compared to commonly used MODIS-based dust indices, such as the brightness temperature difference index in band₃₂ and band₃₁ (BTD_32-31) and the normalized difference dust index (NDDI), the BADI captured the spatial extent and density of dust storms more accurately. The BADI detected dust storm extent with an overall accuracy >90%, which was 7% and 29% higher than the results derived from BTD_32-31 and NDDI, respectively. The BADI also demonstrated good agreement with the density indicator of MODIS Deep Blue Aerosol Optical Depth (R² = 0.59, P < 0.01). We suggest that the BADI is an effective tool to monitor large-scale dust storms.     

Effect of dust storm on ocean color and snow parameters

The present study clearly shows the influence of dust storms on chlorophyll bloom in the offshore region of the Arabian Sea, with a time lag of few days, during the pre-monsoon season. Various satellite derived parameters over the Arabian Sea, Himalayan and Tibet snow covered regions show large changes due to the influence of dust storms. The MODIS snow albedo gives unreliable values under the influence of dust storms due to increase in the aerosol loading over these regions and snow albedo product must be used in combination with snow pixel counts during the dust storm season. A detailed study is required for the quantitative evaluation of dust storms on the chlorophyll blooms in the Arabian Sea region and on the snow parameters in the Himalayan region.     

基于MODIS数据定量判识沙尘暴方法的对比研究

利用MODIS数据,结合具体实例,对比研究当前几种利用光谱特征定量判识沙尘暴的方法。从理论上剖析各方法的原理,分析其优劣,并提出一套新的算法的组合方式。研究结果表明,新的组合算法有不小的改进：①大大降低了单一算法在不同时间或地区图像中阈值取值不稳定的影响,减少了图像噪声造成的误判,增强了其通用性和稳定性;②明显减弱了太阳光、地表温度等条件的影响,准确排除沙漠对于判识的干扰;③简单实用,适合业务应用。     

2017年9月磁暴期间电离层TEC变化分析

为了进一步研究磁暴对电离层总电子含量变化的影响,基于2017年9月6日太阳爆发X93级特大耀斑并引发磁暴现象,文中将iGMAS提供的全球电离层总电子含量格网数据与中国科学院空间环境预报中心(SEPC)提供的磁暴环电流指数进行相关性分析,并重点分析了磁暴过程中不同阶段环电流指数与全球不同纬度带电离层总电子含量变化的相关性及影响,结果表明:1) 此次特大耀斑爆发13小时后发生大磁暴,磁暴主相阶段环电流指数与滞后1 h的电离层总电子含量相关系数为-0999 7,即随着磁暴加剧电离层总电子含量迅速增加,恢复相阶段迅速减少并趋于稳定;2) 电离层总电子含量变化随磁暴环电流指数变化而变化,两者变化趋势一致,磁暴强度与电离层总电子含量变化呈强负相关性,磁暴对不同纬度带的电离层总电子含量影响趋于一致,影响程度大小由高纬至低纬逐渐递减;3) 磁暴对不同纬度带的电离层总电子含量变化影响不同步,其影响存在由高纬逐渐延伸至低纬,磁暴主相阶段对不同纬度带的影响时延约为1 h,恢复相阶段时延逐渐消失,电离层电离层总电子含量变化趋于稳定;[JP2]4) 此次磁暴恢复相阶段出现的电离层总电子含量异常变化,还有待进一步研究分析。