利用卫星遥感对干旱进行实时监测和预警

利用EOS／MODIS卫星资料反演对地表覆盖的植被信息归一化植被指数（NDVI）和地表温度（TS）信息，通过建立温度植被旱情指数，对研究区域进行旱情实时监测，并应用GIS对旱情变化动态进行监测和预警，初步建立了干旱遥感监测与预警实时系统，能够快速反应各地区旱情发生发展情况，在业务和服务中有较好的应用价值。     

西北4省(区)干旱遥感监测方法——以Erads软件为例

介绍了将DVBS系统接收处理得到的NOAA/AVHRR卫星遥感资料,转入Erads软件,在Erads软件中对图像进行校正、拼接,通过建模运算实现干旱遥感监测的方法和监测流程。利用该方法对2006年7月下旬西北4(省)区的地面旱情进行监测,结果表明利用该工作流程,选择合适的干旱遥感模型可以得到监测区域的旱情,旱情监测结果与地面20 cm土壤相对湿度监测的旱情结果较一致。     

青海省干旱服务系统设计与建立

在阐述本省干旱概念、类型、成因与评估指标的基础上，确定了旱情监测区域，采用地面常规监测、气候监测和空间遥感监测相结合的方法，设计和建立了“监测-评估-预测-预警”信息业务系统，为研究干旱发生规律，及时监测、预测干旱的发生及对旱情程度的评估，提供科学依据。     

基于MODIS数据的广西旱区干旱指数模型研究

根据EOS/MODIS数据,采用植被状态指数(VCI)和温度条件指数(TCI)构建干旱指数(DI)遥感监测模型,应用于2004、2005年9-11月的广西旱情监测,制作了旱情时空变化的遥感图像,并与旱情实况数据进行对比分析,验证了干旱指数DI的有效性.通过对DI与TCI、VCI、NDVI和LST的相关性分析,发现TCI、VCI比LST、NDVI与DI的相关更显著,以TCI和VCI为因子构建的DI模型更适用于桂中旱区的旱情遥感监测.     

土壤水分与作物旱情监测研究

试验研究在陕西关中、渭北四十多个县建立了土壤水分地面监测网,利用NOAA/AVHRR资料,设计了一种基于热惯量理论的土壤水分遥感解译模式。用模式计算的土壤水分含量与不同季节作物的分布、需水状况以及土壤物理性质进行拟合,用于作物旱情的监测。同时开发研制了相应的计算与图像处理软件,其图像产品和分析结果可直接为有关部门提供服务。一年多的监测试验表明,解译模式和图像处理软件具有一定精度和实用价值。     

MODIS遥感数据在我国台湾海峡海雾监测中的应用

海雾是一种常见的灾害性天气现象。以我国台湾海峡为示范研究区, 利用新一代卫星传感器MODIS的可见光和红外探测通道数据, 在分析海洋、中高云、低云和海雾等不同下垫面的MODIS光谱辐射特征基础上, 选择对海雾具有敏感反应的探测通道, 通过综合判识建立台湾海峡海雾遥感监测模型。利用该模型对2004-2007年我国台湾海峡海雾事件进行监测, 并用福建沿海5个地面气象观测站的能见度数据对监测结果进行验证分析。结果表明:基于MODIS数据的海雾遥感监测模型能够较准确地对台湾海峡海雾分布和发展过程进行监测, 从地面观测数据与卫星监测结果对比验证来看, 海雾监测的准确率可达80 %以上, 具有较高的业务化应用前景。     

基于NDVI-Ts特征空间的黑龙江省干旱监测

NDVI-Ts特征空间方法结合了卫星遥感地表反射率和热红外特性,能较好地反映一定时空尺度的地表干旱状况,该文基于Terra-MODIS归一化植被指数(NDVI)和地表温度(LST)产品,构建NDVI-Ts三角形特征空间,采用植被温度状态指数结合MODIS地表分类产品IGBP对黑龙江省2007年夏季干旱进行监测和分析。结果显示:此次夏季干旱的空间分布广,持续时间长,干旱程度重,西部松嫩平原和东部三江平原等地主要农作物产区普遍发生干旱,且旱情严重。结合同期地面气象观测的月降水量数据对监测结果进行验证和评估表明:植被温度状态指数是一项近实时的干旱监测指标,不仅与当地最近的降水事件有关,而且与前期一段时间内的总体降水事件相关,可以较真实地反映当地干旱发生、发展的动态过程。     

用遥感植被供水指数监测贵州干旱

应用ＮＯＡＡ气象卫星ＡＶＨＲＲ通道１,２,４数据建立了植被供水系数（ＶＳＷＩ）监测贵州干旱遥感模型,确定了ＶＳＷＩ遥感图上干旱指标和干旱面积,并与地面干旱指数确定的旱情作了比较,建立了植被供水指数和地面干旱指数之间的回归方程。     

土壤墒情的监测方法

文章按地面实测、遥感监测和实测与遥感结合三类方法，分别简要地介绍了土壤墒情监测常用的方法。对1997年春播前全区土壤墒情进行了监测分析，统计分析了各盟市各类墒面积百分比，并绘制了全区土壤墒情分布状况图。     

我国干旱遥感监测技术方法研究进展

以裸露地表、部分覆盖度地表和全植被覆盖地表3种不同下垫面类型为着眼点,详尽地阐述了相应下垫面类型下不同的干旱遥感监测技术方法的适用范围和其监测的优劣。下垫面为裸露地表时,微波遥感法具有广阔的前景;部分覆盖时双层模型法较好,但模型复杂,应注重经典双层模型的简化;全覆盖时各类监测方法各有优劣。提出未来干旱遥感监测的发展方向和应用前景,对应用遥感技术进行干旱监测相关业务的开展提供有益的参考。     

基于植被供水指数的农田干旱遥感监测研究

应用1995-2000年NOAA卫星资料，结合广西贵港市的数字化土地利用信息，通过时序分析方法找出典型作物代表区，并计算各典型代表区的平均、最大、最小VSWI（Vegetation Supply Water Index；植被供水指数）特征值，归纳分析水田和旱地的干旱指标，继而根据典型代表区的平均VSWI值划分旱情等级，生成农田旱情遥感图像，评估干旱情况。试验表明，该方法可用于湿润、半湿润地区的农田干旱遥感监测。     

基于MODIS的温度植被干旱指数在四川盆地盛夏干旱监测中的适用性研究

基于卫星资料的温度植被干旱指数(TVDI)已被广泛应用于干旱监测,地表温度依赖于海拔高度,在地形复杂的四川省,如何将该指数更好的应用到业务干旱监测中,需进一步研究。本文利用MODIS数据,分析四川盆地2014年7月12～27日平均地表温度、植被指数、TVDI和100站土壤湿度的空间分布,并对比了它们之间的异同。研究结果表明,TVDI的空间分布主要由地表温度的空间分布决定,TVDI不仅可用于监测四川盆地较大范围的干旱状况,也可用于监测局地的干旱状况。当前自动站土壤湿度观测值与TVDI之间在有限点上不存在显著的线性相关,如何对TVDI进行干旱分级仍需深入研究。      

A study of drought characteristics over the Canadian prairies

Abstract

Droughts, a major concern to all of Canada, particularly to the Canadian Prairies, typically occur once every three years. Most research addressing such droughts has concentrated on the large‐scale conditions associated with this form of extreme weather whereas little research has been conducted on its smaller scale characteristics. The present study addresses these smaller scale issues. Several datasets (surface observations, drought indices, and precipitation data) were used to identify droughts occurring over the Prairies since 1953 and to compare their characteristics with those years associated with non‐drought conditions. Warm season, May to September, hourly surface observations (temperature, moisture, clouds, and precipitation type) from ten observation sites were compared for four categories of moisture across the Canadian Prairies, extreme drought, drought, non‐drought, and extreme wet conditions. When compared to non‐drought or extreme wet conditions, drought and extreme drought conditions are naturally associated with warmer temperatures and drier conditions; there is also little change in the amount of total cloud cover but cloud bases are higher and the maximum temperature occurs 1–2 h later in the afternoon. Near‐surface energy increases systematically from extreme wet to extreme drought conditions.     

我国温度植被旱情指数TVDI的应用现状及问题简述

植被指数和地表温度是2类常见的遥感干旱监测方法,它们分别利用植被受旱时植被指数降低和植被冠层温度升高这2种重要的生理表现来监测干旱。但植被指数对干旱指示具有一定滞后性,地表温度监测干旱时易受土地背景等影响。基于特征空间的温度植被旱情指数(TVDI)综合了植被指数和地表温度监测干旱的特点,物理意义明确,克服部分单独使用植被指数或地表温度的缺点,是目前干旱研究和业务应用中使用最广的遥感干旱指数之一。本文介绍了TVDI的原理、计算方法、应用中的改进及TVDI干旱监测方法,旨在为TVDI的研究及应用提供一些参考。     

A comparative analysis of satellite-observed visible reflectance and 37 GHz polarization difference to assess land surface change over the Sahel zone, 1982–1986

Applicability of visible reflectance to monitor land surface change particularly for arid and semi-arid regions has been studied fairly extensively. Visible reflectance over the Sahel zone from January 1982 to December 1986 has been derived from observations by the advanced very high resolution radiometer (AVHRR) on board the NOAA-7 and NOAA-9 satellites and compared against concurrent observations of 37 GHz polarization difference by the scanning multichannel microwave radiometer (SMMR) on board the Nimbus-7 satellite. Analysis of radiative transfer models suggested a high correlation to exist between these two sets of observations, and the observed spatial and temporal patterns of these data sets did show an overall high correlation. Land surface change resulting from the 1984 drought affected both of these data sets, but not in identical fashion. The present study suggests that potentially new information about physical and biophysical characteristics of the surface could be obtained by synergistic use of these two data sets.     

Evaluation of the WRF Model with Different Land Surface Schemes： A Drought Event Simulation in Southwest China during 2009–10

The authors examined the performance of version 3.4.1 of the Weather Research and Forecasting Model（WRF） with various land surface schemes in simulating a severe drought event in Southwest China. Five numerical experiments were completed using the Noah land surface scheme, the Pleim-Xiu land surface scheme, the Noah-MP land surface schemes, the Noah- MP scheme with dynamic vegetation, and the Noah-MP scheme with dynamic vegetation and groundwater processes. In general, all the simulations reasonably reproduced the spatial and temporal variations in precipitation, but significant bias was also found, especially for the spatial pattern of simulated precipitation. The WRF simulations with the Noah-MP series land surface schemes performed slightly better than the WRF simulation with the Noah and Pleim-Xiu land surface schemes in reproducing the severe drought events in Southwest China. The leaf area index（LAI） simulated by the different land surface schemes showed significant deviations in Southwest China. The Pleim-Xiu scheme overestimated the value of LAI by a factor of two. The Noah-MP scheme with dynamical vegetation overestimated the magnitude of the annual cycle of the LAI, although the annual mean LAI was close to observations. The simulated LAI showed a long-term lower value from autumn 2009 to spring 2010 relative to normal years. This indicates that the LAI is a potential indictor to monitor drought events.     

2004年秋季江苏省干旱遥感监测研究

2004年秋季,江苏省绝大多数地区降水明显比常年偏少,丘陵及高岗地区受旱严重。为了直观获得全省干旱空间分布情况,采用“表观热惯量指数”方法,结合2004年11月8日NOAA/AVHRR资料反演的地表反照率和昼夜地表温度,生成了江苏省“表观热惯量指数”空间分布图,获取了全省干旱空间分布情况,并在2004年11月9—14日全省出现2—6 d的降水过程后,利用2004年11月18日卫星资料,及时分析了全省旱情缓解情况,取的了很好的监测结果。     

长江中下游盛夏持续性高温干旱对短期降水影响的数值试验

应用IAP 2-L AGCM模式,并考虑了下垫面异常,模拟了长江中下游盛夏不同强度的持续性地表高温干旱对短期天气的影响。结果表明,这种持续性高温干旱对长江中下游及我国东南沿海短期降水有十分明显的影响,持续高温干旱的强度不同,其影响结果不同。持续性适度高温和严重干旱造成短期降水减少,高温干旱仍继续维持达1个月的正反馈过程。在此持续过程中,土壤湿度变化起主导作用,而土壤热力状况的影响相对较小。     

巴里坤绿洲1961-2006年湿润指数变化

地表湿润指数能较客观地反映某一地区的水热平衡状况,是判断某一地区气候干旱与湿润状况的良好指标。通过计算巴里坤1960--2006年逐旬的地表湿润指数,得出：（1）巴里坤历年月平均湿润指数介于0．2与0．5之间,较为干旱,尤其是在植物生长季节,湿润指数较低。对当地农作物和牧草的生长发育造成一定影响;（2）自90年代以来,该区气温和降水增幅明显增大,但湿润指数却呈现逐渐减小的趋势,表明该区域干旱程度随着气温的升高在逐渐加大,增温效应大于降水效应;（3）湿润指数时间分布不均,春夏季较低,秋冬季较高;（4）湿润指数可以作为反映生态环境变化的指标,为科学合理的进行生态环境变化监测提供服务。