多空间尺度下城市热环境与不透水面聚集密度响应关系

针对以往城市热环境与不透水面聚集密度响应规律研究不足的问题,本文以北京市为例,基于MODIS 数据计算城建区与边缘区平均温度差值为热岛强度,结合热岛强度等级特征,选取热岛强度等级期望值较高的6个典型区域（Ⅰ西二旗、西三旗、回龙观,Ⅱ东四、地安门、新街口,Ⅲ丰台区中部,Ⅳ四惠、定福庄、东坝,Ⅴ石景山区,Ⅵ北四环四季青桥附近）,研究热岛强度等级与不透水面聚集密度的响应关系;进而利用Landsat数据反演地表温度,研究城建区与精细尺度下地表温度对不透水面聚集密度响应临界点与最优尺度。结果表明：（1）不同热岛强度等级的出现频率、其在白天与夜间的变化程度与不透水面聚集密度有一定相关性,且相近的不透水面聚集密度下所表现出热岛强度的变化特征相似。（2）主要城建区内地表平均温度与不透水面聚集密度的分布特征存在较显著的一致性,随着尺度半径r的增大其响应越明显。且地表温度对不透水面聚集密度的响应存在一个临界点,随着尺度半径r减小,响应临界点逐渐增大：尺度半径r=1000 m时,不透水面聚集密度达到60%后其影响趋于减弱;r=500 m、r=300 m时临界点分别为69%与83%。（3）不同典型区域的最优尺度存在差异,西二旗、西三旗、回龙观最优尺度为150 m,东四、地安门、新街口与四环四季青桥附近为60 m,而季节变化对最优尺度的影响较小。该最优尺度可在一定程度上衡量不同区域不透水面分布的破碎程度及地表类型的单一程度。本研究可为城市规划与管理、城市热岛治理提供参考依据。     

2023年上半年我国干旱的特征及其成因分析

2023年1—6月我国西南、华北东部、华东北部、华中南部、华南及东北中部等地均发生不同程度的气象干旱,严重影响农业生产、制约当地经济发展。为提高应对旱灾能力,及时开展防灾减灾工作,应对旱情进行实时总结,本文利用K干旱指数、MCI指数、T-N通量和CABLE陆面模式,以及气象观测数据、再分析数据、土壤水分资料等,综合分析区域性干旱事件的时空分布特征及成因。结果显示：（1）2023年上半年,中国西南和内蒙古东部地区发生严重区域性干旱,西南地区经历了从持续型到骤发型的干旱转变,而内蒙古地区则持续干旱。（2）同期500 hPa高度场在中高纬度呈“两槽两脊”型,西太平洋副热带高压异常西伸北抬,欧亚中纬度Rossby波异常偏弱,导致中高纬地区的平直西风和冷空气影响减弱,造成西南地区和内蒙古东部地区降水偏少,进而引发区域性干旱。（3）2023年上半年,冬季La Ni?a事件转为春季El Ni?o事件,导致西南地区对流活动偏弱,诱发持续高温干旱天气;内蒙古地区的海温敏感区分布导致其上游高压脊稳定,造成内蒙古东部地区干旱少雨。     

基于Radarsat-2 SAR数据反演定西裸露地表土壤水分

利用Radarsat-2 SAR数据和定西地区野外土钻法及WET仪器观测的土壤水分数据,分析了同极化后向散射系数与不同土层深度土壤水分之间的关系,采用交叉极化(VV/VH)组合模型反演土壤水分并进行对比验证。结果表明:水平、垂直同极化后向散射系数均与10~20 cm土壤含水量相关性最好,相关系数R均为0.74;受地表粗糙度和土壤质地等影响,同极化后向散射系数与0~10 cm土壤水分相关性均较低。交叉极化组合模型的反演值与10~20 cm实测土壤水分相关性较高,R值达0.75,而与0~10 cm和20~30 cm实测值的相关性较低(R值分别为0.47和0.52),但均通过α=0.05的显著性检验;WET仪器实测0~6 cm土壤水分经校正后与反演值的相关系数为0.46(通过α=0.01的显著性检验),校正后的结果有效提高了WET仪器测量精度。交叉极化组合模型可用于裸露地表土壤水分的反演,更适用于提取10~20 cm土壤含水量信息。     

黄土高原干旱半干旱地区气溶胶光学厚度遥感分析

利用兰州大学半干旱气候与环境观测站2006年8月-2008年10月太阳光度计(CE-318)观测资料和同期卫星MODIS(Terra和Aqua)产品资料,分析了该站气溶胶光学厚度(AOD)日变化、月变化和Angstrom波长指数(α指数)月变化特征,发现春季AOD日变幅最大,存在双峰现象,秋、冬季较小;9月AOD最小,4月和12月AOD较大;α指数在4月最小,7月最大.采用太阳光度计反演的550 nm AOD与Terra-MODIS和Aqua-MODIS AOD产品相比较,Terra-MODIS与太阳光度计AOD相关系数为0.69,大于Aqua-MODIS的0.62.并从地表反照率假设、气溶胶模型选择和云影响等方面分析了产生对比偏差的原因,进一步分析了黄土高原干旱半干旱地区AOD的分布和季节变化特征.结果表明:气溶胶光学厚度呈西低东高的分布特征;AOD高值中心与大城市有较好对应;黄土高原干旱半干旱地区AOD在春季最大,夏季有所减小,秋季最小,但冬季升高;Aqua-MODIS中深蓝算法对西北荒漠地区亮地表AOD的反演效果较好.     

西北地区MODIS气溶胶产品的对比应用分析

利用气溶胶自动监测网（AERONET）的太阳光度计（CE-318）资料,对2003-2010年西北干旱半干旱区MODIS暗像元算法和深蓝算法2种气溶胶光学厚度（AOD）产品进行对比验证,在此基础上进一步研究了该区域AOD的空间分布特征及变化趋势。结果表明,MODIS暗像元算法AOD产品在半干旱区原生植被覆盖地表精度优于深蓝算法,而西北干旱区荒漠地表深蓝算法产品精度较高。Aqua—MODIS深蓝算法AOD产品能够较好地给出我国西北荒漠亮地表地区AOD的分布及季节变化情况,AOD高值区多分布在沙尘源区,且春季AOD最大。2003～2010年,塔里木盆地、准噶尔盆地和柴达木盆地年均AOD分别在0．5、0．4和0．3附近波动;沙尘区各区域年均AOD大多呈现增加趋势。其中,塔里木盆地AOD增加趋势较大,而内蒙古西部和准噶尔盆地呈现微弱减少趋势。     

欧空局主被动微波土壤水分融合产品 在甘肃省干旱监测中的应用

选取甘肃省为研究区域,利用自动土壤水分观测站(ASMS) 0～10 cm土壤体积含水量数据对ESA CCI_SM(European Space Agency climate change initiative soil moisture)产品进行质量评估,并基于此产品分析长时间序列土壤体积含水量的时空变化特征,在此基础上,进一步构建土壤水分状态指数(soil moisture condition index,SMCI)应用于干旱监测。结果表明:(1) ESA CCI_SM在陇东地区与自动站土壤水分观测值的相关性最好(R=0. 71),其次是陇中、陇南和甘岷地区,共有92%的站点的R通过0. 01显著性检验。(2) ESA CCI_SM产品较好地呈现了西北部土壤湿度较干燥、东南部较湿润的空间分布特征。土壤体积含水量具有明显季节变化,秋季较高,其次是夏季,冬春季较低。(3)基于ESA CCI_SM产品构建的SMCI较好地监测出2002年7—10月伏秋连旱和2009年4—6月春夏连旱的发生发展过程,该数据产品在陇东和陇中雨养农业区的干旱监测应用较好。     

神农架地区中元古界混合沉积特征及其发育模式

神农架地区中元古界主要发育碳酸盐岩沉积,局部夹少量陆源碎屑岩。乱石沟组、大窝坑组、矿石山组及台子组位于中元古界中部,混合沉积较为发育,其混合沉积类型及其主控因素尚缺乏系统研究,对陆源碎屑来源及台子组石英砂岩形成环境仍存在较大争议。根据岩石类型和沉积构造组合对神农架地区乱石沟组—台子组沉积相进行分析,并结合岩石薄片及阴极发光分析结果对混合沉积类型、陆源组分特征及来源进行研究,以明确中元古代神农架地区沉积背景及其沉积演化历史。岩石薄片及阴极发光分析表明,神农架地区乱石沟组—台子组陆源碎屑主要来自由大量花岗岩、少量变质岩和沉积岩构成的古陆。乱石沟组—台子组岩石组合特征及混积岩类型存在较大差异,沉积环境、海平面变化及构造活动是控制混积岩分布及混合沉积类型的主要因素。乱石沟组及大窝坑组沉积早—中期,神农架地区毗邻古陆,扬子北缘构造活动相对稳定,地形平缓且水深较浅,以广泛发育“相混合”式混合沉积为特征;大窝坑组沉积晚期及矿石山组沉积早期,扬子北缘开始进入强烈拉张时期并导致相对海平面上升,神农架地区与古陆拉分形成相对独立的碳酸盐台地,以发育缺乏陆源碎屑砂的清水碳酸盐沉积为特征;矿石山组沉积晚期及台子组沉积时期,扬子北缘的持续拉张导致神农架地区进入较深水环境,早期滨岸沉积物崩塌形成重力流搬运至神农顶一带,形成“间断式”混合沉积。乱石沟组—台子组沉积时期处于中元古代重要的构造演化阶段,台子组沉积之后,神农架地区彻底与古陆分隔,不再发育“相混合”式混合沉积,乱石沟组—台子组沉积时期为扬子台地北缘由窄大洋向开阔洋盆演化的重要时期。     

中国西北地表能量分配影响因子及特征空间法适用性北大核心CSCD

利用2009年地面实测资料,分析中国西北地区不同气候区潜热、感热及其与净辐射之比随土壤体积含水量、土壤温度及入射辐射的变化特征,并结合2000—2018年中分辨率成像光谱仪(MODIS)产品讨论特征空间法在中国西北地区的适用性。结果表明:在以玛曲站为代表的高寒湿润区,入射能量始终是潜热的主导因素,用于潜热估算的斜率φ可直接取1.26,潜热估算精度依赖于净辐射的反演结果。在以兰州大学半干旱气候与环境监测站(SACOL,榆中站)和长武站为代表的半干旱、半湿润区,当入射能量充足时,土壤水分成为潜热的主导因子,这时候使用特征空间法估算的斜率φ值与实测值相关性显著,φ的估算精度将直接影响潜热估算结果。所以,特征空间法适用于以水分为潜热主导因子的地区和时段,且要满足植被指数与地表温度呈负相关。另外需要注意的是在选择特征空间法研究区时必须保证植被指数与地表温度的散点呈规则的“三角形”。     

干旱遥感监测技术进展

简单回顾了卫星遥感在可见光、热红外、微波、重力卫星、高光谱、叶绿素荧光、无人机以及多源遥感技术和大数据挖掘等领域的干旱监测技术;对各种指数(模型)应用中存在的问题进行评述;指出卫星遥感干旱面临的主要技术问题,并结合国家和气象行业需求提出研究对策及学科建议。     

快速城镇化背景下“中国传统村落”命名手段的效果分析——以江西省的空间制图分析为例

快速城镇化是古村落消失的主要原因。为阻止这种趋势,保护、利用古村落遗产,自然资源部、文化旅游部、国家文物局、财政部四部门联合公布“中国传统村落”名单。论文的研究目标是用地理学的空间分析方法,分析这种行政手段的有效性。选择江西省作为案例地的原因是江西“中国传统村落”数量超过中国各省平均值,相关数据容易获得。论文提出2个先验命题：一是在城镇化辐射强的地带古村落保护受到的挑战最大;二是“中国传统村落”命名的行政措施在一定程度上阻止了村落建筑遗产的消失。采用夜晚灯光遥感数据、GDP和人口的栅格数据、交通路网数据确定6个城镇化辐射等级地带,而后与“中国传统村落”密度、文物数据、新村数据对比。经过分析,支持了上述2个命题,从而表明“中国传统村落”命名手段虽然不能挽回消失的古村落,但是在一定程度阻止了消失的趋势。