星-地光学遥感信息监测水稻高温热害研究进展

随着全球气候持续变暖,水稻高温热害的发生频率已经显著加大,这已引起科学家的广泛重视.长江中下游地区水稻生长季受到高温热害的严重影响,直接影响到该区乃至全国的粮食安全,基于卫星遥感信息开展作物高温热害监测和评估具有重要意义.本文重点论述了近年来基于光学遥感信息对水稻高温热害的监测研究进展,包括采用光学卫星遥感信息对稻作区域气温的空间分布研究、基于混合象元分解信息的水稻田混合下垫面温度提取信息、发展野外高光谱和热红外观测试验和模型,以及构建卫星-地面遥感耦合的水稻高温热害监测模型等,最后探讨了基于遥感信息开展水稻高温热害监测的前景和进一步方向.     

青藏高原雅江缝合带及班公湖-怒江缝合带热红外遥感研究

对青藏高原进行了热红外遥感研究,发现热异常区域变化与前人结论不符.过去认为青藏高原南部的雅江缝合带温度高,北部低;而本文的研究结果是中部的班公-怒江缝合带地区高,雅江缝合带次之,藏北最低.将青藏高原雅江和班公怒江缝合带地区作为研究示范区,开展青藏高原陆面温度场、计算地表比辐射率和野外地表层钻孔测温与数据处理等研究,探索热红外遥感与构造热动力学关系的机理,为青藏高原新构造运动和深部热动力学研究提供科学依据,取得了青藏高原热动力学研究的新成果.     

风蚀对中国北方脆弱生态系统碳循环的影响

风蚀是中国北方脆弱生态系统土壤质量退化和沙漠化的关键因素。文章基于土壤剖面普查和土壤侵蚀遥感调查数据,计算出风蚀土壤有机碳的侵蚀量和空间分布,并与风蚀区的净第一性生产力(NPP)比较。结果发现土壤风蚀区的一个显著特征是表层土壤有机质含量较小,并且随着土壤风蚀强度的增加,相应的表层土壤平均有机质含量和NPP基本上逐渐减小,而相应的土壤有机碳的侵蚀量却明显增大。在中国北方严重风蚀的脆弱生态区,土壤有机碳的侵蚀量超过了NPP,风蚀影响了生态系统的正常碳循环。     

塔克拉玛干沙漠中心的沙尘气溶胶观测研究

沙尘气溶胶严重影响中国北方的空气质量,作为一种重要气溶胶并影响区域的辐射平衡。塔克拉玛干沙漠每年释放大量的沙尘气溶胶,而位于塔克拉玛干沙漠中心的塔中站,提供了对沙尘气溶胶的近距离观测。利用该站地面太阳光度计的观测数据分析了沙尘气溶胶的年变化特征,并分析了该站光学厚度、能见度、大气飘尘质量浓度（PM10）和大气总悬浮颗粒物浓度（TSP）之间的相关性。结果显示,气溶胶的440 nm光学厚度在春季最高、秋季最小,440 nm光学厚度与能见度呈现负幂函数关系,TSP与PM10呈现线形相关关系,PM10与能见度呈现负幂函数关系。     

气候变化对生态保护工程的影响

通过分析1978-2013年三北（东北、西北、华北）防护林建设区降水、气温等气象要素变化与植被生态质量的相互关系,以及1961-2013年我国主要草原区气象要素变化与草原生产力的相互关系,指出2000年以来北方降水增多导致三北防护林地区植被生态质量持续好转,且2000年以来在降水增加、生态工程实施的情况下,北方草原生态恶化的局面有所改变。进一步根据RCPs排放情景和预估的我国未来气候变化,指出未来30～60年我国北方地区气候呈现暖湿化趋势,利于巩固和扩大三北防护林和草原生态建设成果,缩短生态恢复的时间;但气候增暖会增加森林和草原火灾及病虫害的发生范围和频率。在对策上,指出应充分利用北方气候暖湿化的正效应,加快三北防护林建设和北方草原生态恢复;同时加强防护林和草原适应气候变化和防灾减灾的科学研究。     

北京城市及周边热岛日变化及季节特征的卫星遥感研究与影响因子分析

以EOS-MODIS遥感信息反演的地表温度、土地覆盖类型、植被覆盖、地表蒸散,结合常规气象资料,并采用GIS空间分析技术和多元统计相关,对北京城市及周边2001年城市热岛(UHI)空间分布的季节规律和日变化及影响因子进行研究.分析北京地区的土地覆盖、地形高程、植被绿地状况、城市和郊区地表蒸散与热岛时空分布状况的关系.揭示出北京UHI主要特征为:(ⅰ)北京城市下垫面的高热容和密集建筑物的多次发射,加之北京特殊的三面环山地形特征,使得北京城区一年四季均存在明显的热岛分布,并以夏季最为明显,UHI与城市结构的轮廓相一致;北京城区与地势相对平坦的近郊区的地表温度差异在4~6℃左右,与地势较高的西北远郊区的地表温度差异在8~10℃左右;(ⅱ)北京地区日间和夜晚的UHI的季节分布和程度不同,以夜间UHI明显;夏季白天郊区地表比城区蒸散量大,潜热交换明显,反映出城市与郊区的温度差异显著;(ⅲ)地表覆盖类型对UHI的效应明显,北京地区植被绿地状况与UHI呈现明显反相关分布;夏季地表NDVI与下垫面的温度散点图的回归方程的负相关系数的平方R2达到0.6481,即植被覆盖好,则UHI不明显;揭示出植被绿地对降低UHI具有重要的作用.大范围的绿地建设能有效降低UHI.     

利用AIRS数据交叉辐射定标SVISSR分裂窗通道

利用高精度和稳定的AIRS/Aqua(Atmospheric InfraRed Sounder on board Aqua)数据对SVISSR/FY- 2C(Stretched Visible and Infrared Spin Scan Radiometer onboard FengYun 2C)的两个分裂窗通道IR1(InfraRed 1, 10.9 μm)和IR2(InfraRed 2, 11.9μm)进行交叉辐射定标的方法, 并利用赤道附近2006年12月和2007年12月的AIRS和SVISSR数据完成了交叉辐射定标, 结果表明, SVISSR数据与卷积得到的AIRS数据高度线性相关, SVISSR/FY-2C传感器的两个分裂窗通道不仅存在定标误差, 而且定标误差随时间的变化呈现增大的趋势。相对于AIRS/Aqua测量值, 当SVISSR的通道亮温从220 K变化到340 K时, 2006年12月IR1通道的温度调整量从5.8 K变化到-4.4 K, 而2007年12月IR1通道的温度调整量从6.9 K变化到-5.1 K; 2006年12月IR2通道的温度调整量从2.2 K变化到-1.5 K, 而2007年12月IR2通道的温度调整量从6.3 K变化到-6.1 K。