基于MODIS-NDVI数据的西藏高原沙漠化信息提取

西藏高原是我国沙漠化发生发展较为强烈的地区之一,沙漠化的监测和防治非常重要。本文以MODIS-NDVI时间序列影像为基础数据源,辅以DEM数据及研究区1：400万土地利用矢量数据,采用按植被覆盖度分区和监督分类的方法,对西藏高原进行了沙漠化土地利用解译,得到西藏地区的沙漠化程度及沙漠化分布：西藏高原沙漠化土地面积为227034.65km2,占全区土地总面积的18.91%,程度以中度和轻度为主。沙漠化土地主要分布在阿里地区、那曲地区和日喀则地区。     

西藏那曲县NDVI变化及与气象因子、畜牧量相关分析

利用NASA提供的16天合成MODIS数据,以归一化植被指数(NDVI)作为植被覆盖特征指标,研究了2001~2008年那曲县NDVI变化特征,分析了温度、降水等气象因子与NDVI关系。结果显示:近年来那曲县最大NDVI、年均NDVI呈减小趋势;NDVI月变化与温度、降水显著正相关;年平均NDVI、植被生长季平均NDVI与气象因子相关性不明显;畜牧总量与植被生长季NDVI显著负相关。      

拉萨地区生物有效紫外辐射初步分析

根据1996～1998年由NILUV紫外辐射仪在西藏拉萨地区观测的紫外辐射资料,分析了青藏高原拉萨地区生物有效辐射的分布特征.结果表明,1997年日正午最大生物有效紫外辐射剂量率(UV dose rate)达到500mW m-2,最小值为9.7 mW m-2;晴天时生物有效辐射剂量率的日变化呈规则曲线,且早晚小,中午大;一年中紫外辐射变化的总趋势是由太阳天顶角决定的,紫外辐射的日变化和年变化是其最主要、最基本的变化;西藏拉萨地区的月平均红斑辐射剂量明显高于全球其他同纬度地区.     

近40年西藏“一江两河”流域气候变化特征

利用近40年的降水、气温、小型蒸发量、大风日数和沙尘暴日数等气象资料, 采用现代气候统计诊断和环境综合评价方法, 分析了西藏“一江两河”农业综合开发区域的气候特征。结果表明:该流域呈现气温升高、降水量增加的暖湿化气候特征。区域内年平均气温每10年升高了0.24 ℃, 降水量前20年平均每年减少2.9 mm, 而后20年呈显著的增加趋势, 平均每年增加9.6 mm; 蒸发量、大风日数和沙尘暴日数呈明显的减少趋势; 区域环境综合评价指数提高了5.24%。近期暖湿化的气候变化趋势对干旱半干旱的河谷地带而言, 有利于生态环境的改善, 但因洪涝、冰雹等自然灾害的频繁和人为因素使水土流失和土地沙漠化正在加剧。     

藏北高原蒸发皿蒸发量及其影响因素的变化特征

采用气候倾向率方法,对藏北高原1971-2006年6个气象站年、季小型蒸发皿蒸发量及其影响气候因子的变化趋势进行了分析。结果表明:近36年藏北高原年蒸发皿蒸发量各站点均呈现显著的减少趋势,平均减少61.7mm/10a(通过99%显著性检验),以夏季减幅最明显。就地域分布而言,蒸发皿蒸发量的下降主要表现在藏北高原的中西部。蒸发量减少幅度随经度的增加减小,随海拔高度的升高而加大。影响蒸发皿蒸发量的主要气候因子日照时数、平均风速呈现显著下降趋势,平均相对湿度、降水量表现为显著增加,平均气温显著升高,平均最低气温的升温速率(0.54℃/10a)明显比平均最高气温的升温速率(0.17℃/10a)大,导致气温日较差的减小(-0.37℃/10a)。藏北高原平均气温日较差和日照时数的显著减小,以及平均相对湿度的明显增加可能是蒸发皿蒸发量显著下降的主要原因,降水量的增加和平均风速的明显减小在蒸发量减少趋势中的作用也不可忽视。     

西藏近35 年日照时数的变化特征及其影响因素

采用气候倾向率方法, 对西藏25 个站1971~2005 年逐月日照时数以及对日照有影响的 总云量、低云量、水汽压和降水量等资料进行了统计分析。结果表明: 近35 年西藏年日照时 数表现为极显著的减少趋势, 平均每10 年减少34.1 h。除冬季变化不大外, 其它各季均为减少趋势, 特别是近25 年, 夏、秋季日照时数减幅加大, 年日照时数减少明显。西藏20 世纪70 年代春、夏季日照充足, 秋、冬季日照偏少; 80 年代季日照时数均为正距平, 以秋季最为明显; 90 年代与80 年代截然相反, 季日照时数均偏少, 尤其是夏季。年日照时数异常偏多 年份均出现在20 世纪80 年代, 而异常偏少年份多发生在20 世纪90 年代。阿里地区年、季照时数的显著增加与总云量的显著减少、降水量减少有关, 其它大部分站点年、季日照时数显著下降与大气水汽压的增加关系密切。     

由卫星资料估算晴空大气太阳直接辐射和散射辐射

根据光的多次散射理论 ,对水汽、气溶胶、臭氧、混合气体等实行辐射参数化处理 ;利用中国探空站资料和诺阿 ( NOAA)气象卫星垂直业务探测器 ( TOVS)资料反演的探空资料 ,由离散纵标法计算了大气各高度上的太阳直接辐射和散射辐射 ,并与此同时的和同站点位置的卫星可见光、红外测值进行统计回归拟合 ,建立卫星测值与大气中太阳直接辐射和散射辐射的计算模式 ,据此可以利用卫星资料估算太阳直接辐射和太阳散射辐射 ,这对于大气环境光学特性和大气环流、气候变化的研究有重要意义。     

藏北高寒牧区NPP的时空变化特征及2 ℃全球变暖背景下的预估

利用多源气象要素数据估算了1998 - 2016年的藏北高寒牧区植被净初级生产力（Net Primary Productivity, NPP）的变化特征并预估了其在2 ℃全球变暖背景下的变化趋势, 结果表明： 研究区域71.9%的NPP呈上升趋势, 仅中部部分区域有下降趋势; 平均NPP以每年0.54%速率增加, 同期气温和降水均呈增加趋势, NPP和气温在2007前后有显著增加趋势; 总体来说降水是影响NPP的最主要气候因子, 且随着纬度升高其影响越来越大, 气温对于NPP的影响从东南向西北依次递减, 在西北地区出现弱的负相关; 在2 ℃全球变暖大背景下, 分析得出IPCC“典型浓度路径”（Representative Concentration Pathways, 简称RCPs）三种温室气体排放情景下（RCP2.6、 RCP4.5、 RCP8.5）的NPP平均状态几乎没有变化, 其影响仅限于对研究区东南部的较高NPP有较小的改善作用, 其作用依次为\mathrm{高}\mathrm{浓}\mathrm{度}\mathrm{排}\mathrm{放}\approx \mathrm{中}\mathrm{浓}\mathrm{度}\mathrm{排}\mathrm{放}>\mathrm{低}\mathrm{浓}\mathrm{度}\mathrm{排}\mathrm{放}, 表明气候变暖对研究区NPP影响有限, 预估结果对认清高原地区气候变化下NPP时空变化特征有重要意义。     

基于TM影像的西藏当惹雍错湖面积变化及可能成因

根据1999—2004年及2008、2009年的TM卫星遥感资料和离湖泊较近的西藏申扎、改则两县1999—2009年气温、降水量、蒸发量资料,利用ARCGIS、ARCVIEW、ENVI等遥感、地理信息系统和数据统计处理软件分析了西藏当惹雍错湖面积变化。结果表明,西藏当惹雍错湖面积在近11年内呈较显著的扩大趋势,湖泊面积11年内增长了15.04km2,增长率为1.8%;湖泊面积在东南部区域有明显的扩大。湖泊面积变化原因分析表明,湖区气温持续升高引起流域内冰川和永久积雪的加速融化和降水量不断增大是湖泊面积增长的原因。