MODIS反演多云地区地表反照率的一种新方法及其反演试验

在参考国内外卫星遥感反演地表反照率方法的基础上，提出了一种反演多云地区地表反照率的新方法，称之为组合反演法。对于受云影响而无法获得足够的晴空观测数据的像素点，在遥感地表分类数据和归一化植被指数（NDVI） 数据的辅助下，在其周围的有限范围内选择与其具有相同BRDF形状的像素点，将它们在观测角度上互为补充的晴空观测数据组合成对同一个BRDF形状的一组多角度观测数据，达到一定数量后直接利用线性的RossThick-LiSparse互易核驱动模型反演二向反射分布函数（BRDF）参数。然后，根据“16天”期间平均的当地正午太阳高度角计算反照率。选择青藏高原地区2004年6～8月间5组“16天”的Terra MODIS数据进行的反演试验表明，该方法不仅具有反演多云地区地表反照率的能力，而且能够更好地反映实际的地表信息，反演结果的精度与美国MOD43产品的精度相当。     

气候变化对小麦生物量影响的概率预测和不确定性分析

气候变化对农业生产的影响和适应一直是学界关注的重点。但是,由于气候模式输出、排放情景、尺度转换、模型参数化等研究过程中存在的不确定性,往往导致研究结果也存在较大的不确定性。为减少研究结果的不确定性,本研究综合了IPCC 四个排放情景(A1FI、A2、B1、B2) 以及5 个全球气候模式(HadCM3, PCM, CGCM2, CSIRO2, ECHAM4) 的输出结果,基于英国CRU 气候中心的20 个未来情景数据库,生成全球平均温度升高1℃(GMT+1D)、2℃ (GMT+2D)、3℃ (GMT+3D) 下研究站点的气候日值中值情景数据,利用过程模型CERES-Wheat 和概率预测方法研究CO₂肥效作用和GMT+1D、GMT+2D、GMT+3D对我国小麦主产区小麦生物量的影响。研究结果表明:CO₂肥效作用可以补偿由于温度升高而造成的小麦生物量减产且补偿作用随着温度的升高而增加。当有CO₂肥效作用时,灌溉小麦和雨养小麦生物量均增加,且随着温度的升高生物量的增长程度增大,相同情景下,雨养小麦生物量的增高概率大于灌溉小麦。当不考虑CO₂肥效作用时,灌溉小麦和雨养小麦生物量均降低,且灌溉小麦生物量减产的概率大于雨养小麦减产概率。     

未来RCP4.5情景下非洲地区主要气候要素时空演变特征

气候变化影响及其适应受到广泛关注。大量研究表明,受气候变化影响所造成的增温和降水减少已影响到非洲地区的农业生产和环境。本文利用HadGEM2区域气候模式输出的RCP4.5情景数据,基于时间序列分析及空间分析方法,对非洲大陆2010-2099年主要关键气候要素时空演变特征进行了预估,探讨了非洲大陆未来90年包括降水、辐射、平均气温、最高气温、最低气温等主要气候要素的时空变化格局。结果表明：各气候要素在不同时段的变化均表现出明显的地域分异差异： ① 相较于1970-1999年基准时段,未来3个时段(2020s、2050s、2080s)降水均增加,在2080s增至峰值,增加地区集中在20 °N附近的尼日尔、乍得、利比亚等国;最高增幅达4.5%;② 辐射增加区域分布在赤道地区和非洲大陆的南北两端,尤其是高海拔地区,如撒哈拉沙漠以北的阿特拉斯山脉附近,加丹加高原等地,最大增幅达0.04%;③ 未来90年非洲地区气温增加明显,包括平均气温、最高气温、最低气温,气温增幅由2020s、2050s、2080s依次递增,到2080s达到最大值,平均气温、最高气温、最低气温的最大增幅分别达到5、4.3和5.1 ℃。总体上,未来90年非洲大陆的气温较1970-1999年基准时段明显增多,但靠近海域的沿海地区增温较小,这是由于受到近海寒流的影响,起到了降温的作用。气温增幅过高也将不利于未来农业生产和地区安全。     

土地利用与土地覆盖变化的遥感监测及环境影响研究综述

土地利用与土地覆盖变化（LUCC）对全球生态、环境产生了巨大影响,是全球变化的原因之一,也是全球变化研究的重要组成部分。从遥感数据源、遥感分类方法、遥感动态变化监测方法3方面出发,介绍了遥感监测技术在LUCC研究中的应用现状;回顾了LUCC对气候、水文影响的研究进展,并对数值模拟方法在LUCC影响研究中的应用进行了重点评述;探讨了目前LUCC研究工作中在动力机制、对环境的影响、遥感技术及资料应用、多源数据的综合应用及利用区域气候模式进行数值模拟试验等方面存在的问题及未来发展趋势。     

温度升高和CO2浓度增加对冬小麦生物量的影响和不确定性分析（英文）

Impacts of climatic change on agriculture and adaptation are of key concern of scientific research. However, vast uncertainties exist among global climates model output, emission scenarios, scale transformation and crop model parameterization. In order to reduce these uncertainties, we integrate output results of four IPCC emission scenarios of A1FI, A2, B1 and B2, and five global climatic patterns of HadCM3, PCM, CGCM2, CSIRO2 and ECHAM4 in this study. Based on 20 databases of future climatic change scenarios from the Climatic Research Unit (CRU) , the scenario data of the climatic daily median values are generated on research sites with the global mean temperature increase of 1 ℃(GMT+1D), 2 ℃ (GMT+2D) and 3 ℃(GMT+3D). The impact of CO2 fertilization effect on wheat biomass for GMT+1D, GMT+2D and GMT+3D in China’s wheat-producing areas is studied in the process model, CERES-Wheat and probabilistic forecasting method. The research results show the CO2 fertilization effect can compensate reduction of wheat biomass with warming temperature in a strong compensating effect. Under the CO2 fertilization effect, the rain-fed and irrigated wheat biomasses increase respectively, and the increment of biomass goes up with temperature rising. The rain-fed wheat biomass increase is greater than the irrigated wheat biomass. Without consideration of CO2 fertilization effect, both irrigated and rain-fed wheat biomasses reduce, and there is a higher probability for the irrigated wheat biomass than that of the rain-fed wheat biomass.     

FY-4A白天对流风暴和闪电产品在华北强雷暴天气分析中的应用

我国第二代静止气象卫星FY-4A观测能力较之前有明显提升,在天气特别是对流性天气监测和预测中具有较强的应用潜力。利用FY-4A气象卫星多通道扫描辐射成像仪(Advanced Geosynchronous Radiation Imager,AGRI)和闪电成像仪(Lightning Mapping Imager,LMI)数据开展研究,分析了反演产品在强雷暴天气中的应用。研究表明,扫描辐射成像仪多通道组合白天对流风暴红-绿-蓝(red-green-blue,RGB)合成产品可以突出具有强上升气流的对流性雷暴云,较单通道及多通道可见光合成产品具有监测优势;闪电成像仪产品较地面闪电探测闪电产品能够探测到更多的闪电,对新生对流和较弱对流产生的闪电监测具有优势;在华北和黄淮一次强雷暴天气过程中,白天对流风暴RGB合成产品能够监测云系发展的过程,卫星监测闪电活动频数和冰雹活动一致性较好。     

多源观测数据在LAPS三维云量场分析中的应用

该文将我国FY-2C气象卫星通道数据、地面观测数据、雷达数据融合进入LAPS (Local Analysis Prediction System) 三维数据分析系统中,获得了三维云量场分布,并采用北京地区2009年11月9日08:00(北京时,下同) 和华南地区2008年6月12日14:00个例,设计了5种试验对LAPS融合的云量场进行分析。结果表明:LAPS云分析中,地面观测对云底结构起主要订正作用,雷达观测对云中、低部信息起主要订正作用,而卫星云图数据对云顶分布订正效果显著,卫星资料是获得客观三维云量场不可或缺的数据。     

地表光谱特征

本文主要介绍地面植被、土壤、水和雪的光谱特性。实验得到的各种反射谱曲线,对卫星遥感波段的选择和遥感资料反演都是非常有用的。     

青藏高原晴空行星反照率与地面反照率关系的研究

本文利用了大气-地球系统的物理模型推导了晴空行星反照率与地面反照率之间的相互关系,指出当仅考虑一次地面反射时,行星反照率是地面反照率的一次线性函数,当考虑到大气与地面的多次反射时,两者的关系设为二次抛物线函数,并利用1986年中美青藏高原联合考察期间的地面辐射资料以及同期NOAA-9的GAC资料对上述关系进行了试验,结果表明,两种关系都能较好地反映出青藏高原行星反照率与地面反照率之间的关系,但二次函数表现的物理意义更为明确。 青藏高原作为一个特殊的地理类型,其行星反照率与地面反照率的相互关系与全球纬向平均相比较也有明显的差异,本文讨论了这些差异的物理意义,同时分别讨论了该地区可见光和近红外这二个通道的滤过反照率与地面分光谱反照率之间的关系。 青藏高原晴空反照率与地面反照率关系的研究为利用AVHRR资料反演青藏高原地面反照率的数值分布图提供了理论依据和具体方法。