洪涝淹没范围的遥感监测研究

通过对NOAA／AVHRR遥感图像数据的地物光谱特征和水体信息的分析，结合水体光谱和空间特征，确定洪涝淹没范围的自动提取模型。     

陆面过程模型CoLM与BATS1e的模拟精度比较——以东北玉米农田为例

利用2008年锦州玉米农田生态系统野外观测站资料对CoLM与BATS1e模型模拟能力进行定量评价。比较发现:两模型对净辐射和表层土壤温度的模拟精度都较高且差异不大,CoLM模型对感热、潜热、土壤热通量、次表层土壤温度模拟能力都不同程度高于BATS1e模型,模拟值对实测值解释能力分别偏高3%、22%、1%、10%,NS(Nash-sutcliffe效率系数)分别偏高1.042、0.266、0.023、0.138。从各月情况看,两模型在7月对感热、潜热模拟能力都较高,而在其它月份CoLM模型模拟精度明显高于BATS1e模型,土壤热通量和次表层土壤温度在5~8月前者模拟精度高于后者。由于CoLM模型对潜热更高精度的模拟可证明其对表层土壤湿度模拟精度高于BATS1e模型。     

玉米冠层辐射传输参数优化对陆气通量模拟的影响

设置合理的冠层辐射传输参数有利于地表能量过程的真实表达,将对改善陆面过程模型模拟精度起到重要作用。基于2008年和2012年锦州农田生态系统的通量、气象及生物因子连续观测,分析了玉米农田叶面积指数、植被覆盖度、平均叶倾角、叶片反射率和透射率动态变化规律及各因子间的关系,对CoLM模型辐射传输参数进行优化,并对模型优化效果进行定量评价。结果表明:叶面积指数与植被覆盖度和平均叶倾角分别呈幂函数和二次函数关系;平均叶倾角的参数优化对模型模拟几乎没有影响;叶片反射率和透射率优化后,冠层反照率模拟精度明显提高;净辐射、感热模拟值对实测值解释能力分别提高0.6%和4.0%,Nash-Sutcliffes系数增大0.008和0.028,相对均方差(RRMSE)减小0.068和0.050;潜热模拟精度改善程度小于感热,地表热通量未表现出改善。     

基于WOFOST模型的辽西地区典型旱年不同播期玉米干旱损失评估

针对干旱灾害频发的辽西地区, 以春玉米为研究对象, 选取WOFOST作物模型, 利用干旱胁迫控制试验数据、田间试验数据和气象数据驱动模型, 进行典型旱年的模型适用性及不同播期的干旱损失评估研究。结果表明: 经过参数校准后的WOFOST模型能够较好的模拟辽西地区典型旱年春玉米产量及损失。辽西地区不同播期受干旱的影响程度不同, 因旱减产风险随播期推迟而减小, 2015年(中旱)干旱导致的平均减产率可达59%—61%, 2018年(轻旱)可达20%—39%, 2020年(中旱)可达36%—62%。不同生育期内干旱对产量的影响程度不同, 总体上拔节期—抽雄期和抽雄期—乳熟期持续重旱对产量的影响最大, 其次是抽雄期—乳熟期、拔节期—抽雄期。玉米各生育期受干旱影响程度, 朝阳站最大, 其次是黑山站和阜新站。辽西地区在旱年, 拔节期—抽雄期发生中旱和重旱风险随播期推迟而增加, 抽雄期—乳熟期发生中旱和重旱风险随播期推迟而减少, 当拔节期—抽雄期和抽雄期—乳熟期连续发生重旱, 干旱灾损程度随播期推迟而加重, 减产率可高达46%—84%。     

基于FY3/MERSI数据的辽宁省植被指数重建及时空变化分析

为建立中国风云三系列气象卫星长时间序列归一化植被指数数据集,选用滤波和函数拟合方法,针对林地、湿地、水稻、玉米、大豆、城市和水体7类地物开展数据重建效果定量分析,确定最佳数据重建方法,并在辽宁省开展时空变化分析。结果表明：非对称高斯函数拟合法（Asymmetric Gaussians,AG）、Savitzky-Golay滤波法（SG）、双Logistic函数拟合法（Double Logistic,DL）和时间序列谐波分析法（Harmonic Analysis of Time Series,HANTS）四种方法均表现出相对较好的去噪能力。SG方法对噪声比较敏感,HANTS方法在低值区受噪声影响大。AG和DL方法平滑效果较好,DL方法的峰值更接近于原始峰值。在高植被覆盖区和季节性作物区,SG方法相关系数最高（>0.93）、均方根误差最低（< 0.1）;在城市和水体低植被指数区,HANTS方法相关系数最高,为0.87,但四种方法的均方根误差均在0.06左右,差别不大。综合考虑曲线和定量分析结果,选取SG方法进行辽宁省植被指数数据集数据重建。辽宁省植被指数数值高低的空间分布与下垫面植被类型相符合,东部山区林地植被指数最高,达到0.75以上。2009-2020年,辽宁省NDVI年均值存在波动,不同地物植被指数变化存在差别,水体和城市植被指数变化相对较小,旱田作物（玉米、大豆）的植被指数受干旱年的影响植被指数变化稍大。辽宁省主要粮食作物植被指数年内均呈单峰分布,与一年一熟型吻合,均在8月上旬达到最大值。     

张衡地动仪的诞生

地动仪的诞生有着深厚的历史背景,本文旨在探讨张衡科学思想的形成过程和物质基础.张衡生活在东汉文化发展的顶峰时期,“观察异象、辨别凶吉”的朴素愿望是研制地动仪的原始动力.作者追溯了当时的历史背景、张衡的学术历程、地动仪的问世过程,分析了东汉早期的地震活动、古代的地震观念和灵台科学活动的特点.指出地动仪的研制起步于公元128年,张衡基于感性认识升华出两个地震概念——地震的位置可按方位判断、地震和地裂必须加以区别,这使地动仪的研制有了明确的技术追求.仪器制作上,张衡崇尚“制器尚象”的原则.地动仪的测震原理模仿了悬挂物(即天然验震器)对地震的反应,技术实现上借鉴了门闩类的触发机构,还通过龙首吐丸的方式留下了发生地震的物质证据,这3个关键问题的解决成就了公元132年地动仪的问世和134年的成功验震,构成他科技创新的完整内容.地动仪的发明深化了人类对自然规律的认识,对当时的东汉及其后世界文化的发展具有积极意义.     

气候变暖对辽宁西部地面及作物耕作层温度的影响

利用气候倾向率、标准偏差方法,划分基准年研究1952-2010年辽宁西部地面、耕作层温度变化特征。结果表明：辽宁西部年平均地面温度、农作物生长季地面和耕作层温度呈升高趋势,气候倾向率分别为0.395℃/10a、0.304℃/10a、0.206℃/10a。冬季、春季对年平均地面温度升高贡献最大,气候倾向率为0.535℃/10a、0.521℃/10a;夏季、秋季贡献较小,气候倾向率为0.223℃/10a、0.291℃/10a。第Ⅲ基准年升温最剧烈。研究结果可为该地区农业生产结构调整、生态环境治理等提供参考。     

张衡地动仪(2)：史料和考证

Historical data regarding Zhang Heng＇s seismoscope is not singular proof. Actually, the four earliest historical documents, i. e. , Continuation of Historiography of Han Dynasty, Historiography of the Later Han, Book of the Later Han and Ding Record all have relevant records of its structure, size, principle, response to earthquake and actual applications. These five aspects are supported by archaeological research, unearthed cultural relics, historical earthquakes and modern seismological study. These historical materials contain a great deal of specific information about this ancient seismoscope. In conclusion, the authenticity and reliability of Zhang Heng＇s seismoscope are verified.     

辽宁农业气象情报预报的现状与展望

论述了农业气象情报预报对农业生产管理的重要性,阐述了辽宁农业气象情报预报的现状以及未来的发展趋势。辽宁农业气象情报预报已建成了高效自动化、准确率较高的业务系统,系统的模块设计及新颖的图形图像库管理软件提高了服务实效和服务效果。在利用卫星遥感监测作物长势、监测灾害程度等方面发挥了巨大作用。未来的农业气象情报预报将在网络上建立业务交流、资料能够共享,并建立农业气象预警报业务系统,更广泛地应用地理信息系统等高新技术。     

趣味地震学(4):人为失误的头号地质灾难

国际地球年启动之时,联合国教科文组织(UNESCO)[1]于2008 年2 月12 日公布了《工程师和地质学家错误引发的灾难警示录》(Cautionary Tales Caused by the Failure of Engineers and Geologists),共有5 个最严重事件。除1985 年哥伦比亚火山泥流、2002 年北奥塞梯的冰川坍塌、2004 年印度洋海啸、全球洪水外,位居首位的是意大利瓦依昂水库的滑坡(图1)。研究该工程的奥地利地质学家Müller L 沉重地讲:“这是人类的错误、科学的错误,也是缺乏知识的结果”[2]。我们需要认真地了解,错误出在何处?