基于OMI数据的贵州省对流层NO2浓度时空变化分析

利用OMI卫星遥感数据提供的NO2浓度产品及气象站点数据,分析了2005-2017年贵州省对流层NO2柱浓度时空分布特征及其影响因素。结果表明:①贵州省NO2柱浓度年均值较小,说明贵州省空气质量整体比较好,年变化为NO2柱浓度先升高再降低的趋势,冬季最高、夏季最低,而月变化呈内凹型分布,一年中最大值大多出现在1月,7月出现最低值的次数最多;②空间分布呈西高东低、北高南低的特点;③在9个地市州中,六盘水市的NO2柱浓度年均值最大,贵阳市位于第二,浓度最低的是黔东南州。④降水和温度对NO2柱浓度都具有一定的负影响。     

基于GOSAT反演的中国地区二氧化碳浓度时空分布研究

卫星遥感监测大气二氧化碳柱平均干空气体积混合比(XCO₂)是实现碳源汇全球监测的最有效手段,本文对国际上4种应用GOSAT卫星观测的短波红外反演算法进行了介绍和结果分析。首先对于4种反演产品的有效数据量的分析表明:现有单一反演产品还不足以支撑XCO₂时空分布研究。其次利用集合平均方法,综合使用4种反演产品研究了2010年中国地区XCO₂时空分布特征,结果表明:XCO₂呈现显著的地理分布和季节变化,不同地区季节变化趋势基本一致,均在春季达到最高值、夏季达到最低值,多数地区全年高于380 ppm (×10-6);在地理分布上,东部和西部地区存在较明显的差异,东部地区人口密集、工农业生产等人为活动旺盛,周边多被森林和草地覆盖,碳源汇强度大,因此XCO₂季节变化幅度较大,全年约8 ppm;中、西部地区受人类活动影响较少,植被覆盖稀疏,XCO₂全年变化仅5 ppm。     

全球大气CO2浓度变化特点简析

研究表明，全球CO2浓度变化有二大特点，一是北半球具有明显的季节变化，而南半球由于各纬度上的浓度变化很小，没有明显的季节变化。二是两个半球又有一个相同的特点，那就是都有较大的逐年增高的趋势，各地的平均年增长率在1．4至1．7ppmv/a之间。南北两半球相比，北半球的年平均浓度要高出4ppmv，年平均增长率也要略高一些。研究表明，大气CO2浓度的变化还具有10年左右的周期，而且与厄尔尼诺年的关系比较密切。     

景德镇地区大气CO2浓度变化特征

利用景德镇温室气体监测站CO_2观测数据,分析了景德镇地区2017年12月—2018年11月大气CO_2浓度变化特征,同时对其浓度进行了筛分,以剔除污染数据,使其更具区域代表性。研究表明:景德镇地区大气CO_2浓度昼降夜升,早上最高,傍晚最低;春季最高,秋季最低;春、夏季NNE、NE、ENE风向,秋季NE、ENE风向以及冬季W、WSW、SW、SSW、S风向上CO_2浓度较高。同时,春、夏和秋季大气CO_2浓度大致随风速的增加而不断降低,冬季风速对大气CO_2浓度无明显影响。筛分后数据显示景德镇地区年均大气CO_2浓度为422.1×10~(-6),浓度日均值年振幅73.96×10~(-6),夏半年CO_2浓度低于冬半年。     

基于MODIS数据地表反照率时空变化特征及影响因子研究

地表反照率表征地球表面对太阳辐射的反射能力,是影响地表辐射能量收支平衡的关键参数。本文以淮河流域为例,利用MODIS（MODerate resolution Imaging Spectroradiometer）数据,采用网格趋势分析、异常变化分析、相关分析和灰色关联度分析等方法,分析了淮河流域2005～2015年地表反照率的时空变化规律,以及土地利用类型、地形因子、地表参数和气候等影响因子。结果表明:淮河流域年平均地表反照率整体呈“北高南低、东高西低”的空间分布规律,变化在0.043～0.223,平均值为 0.145。低值区主要集中于水体密集和山区丘陵地带,且标准差相对较小;高值区主要集中于流域中部及东部平原地带,且标准差较大。61.5%的区域地表反照率呈增加趋势,且存在季节性差异,夏季平均地表反照率最大,春季次之,秋季最小,冬季则由于降雪覆盖和农田利用的影响波动幅度较大。淮河流域地表反照率与归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）、地表温度、气温和降水在大部分区域呈正相关,面积占比分别达到90.23%、82.32%、85.41%和93.70%。灰色关联度分析表明,不同土地利用类型（水体除外）下年均地表反照率受各因子影响排序为:NDVI>气温>地表温度>降水,空间变化受各因子影响排序为:NDVI>降水>地表温度>气温>高程。     

青藏高原大气甲烷浓度时空分布变化特征

利用瓦里关大气本底站甲烷观测数据对美国Aqua卫星的AIRS观测结果进行对比分析,并分析研究了2003~2012年青藏高原对流层大气甲烷的时空分布特征,结果表明:1)AIRS观测结果与近地面观测资料变化趋势一致,存在显著的正相关关系,突变时间比较一致,可以用于青藏高原区域的甲烷浓度特征分析。2)青藏高原对流层甲烷浓度在空间分布上存在显著的西北—东南走向的低值带及其南北侧存在4个固定的高值中心,分别位于阿里、那曲、山南和玉树。3)青藏高原甲烷浓度呈现显著随高度而降低的趋势,年平均甲烷浓度分别为1.810ppm(1 ppm=10-6)、1.797 ppm和1.781 ppm。在对流层中层和中上层,甲烷浓度基本呈现低值带最低、南北侧均高的山谷型分布特征。在对流层层顶,以低值带为分界线,呈现明显的南高北低特征。4)青藏高原甲烷浓度随时间呈缓慢上升趋势,平均速度为0.0018 ppm/a,夏季上升最快,秋季上升最慢。5)青藏高原甲烷存在明显的单峰型季节变化特征,夏秋季高,冬春季低,与东部地区冬、夏双峰型特征不同,随着高度上升季节变化更为明显。     

重庆市伏旱时空变化特征

利用1961—2008年重庆34个台站的逐日降水资料,采用主成分分析、旋转主成分分析等方法对重庆伏旱变化的时空特征进行了分析。结果表明：重庆中西部是伏旱高频区,约10年7遇,且多重伏旱。重庆伏旱的第1载荷向量场表明重庆伏旱变化具有很好的整体一致性。重庆伏旱空间异常可分为4个区,即西部区、东北部区、东南部区和中部区。西部伏旱在1960—1970年代最强,东北部伏旱在90年代最强,其次是70年代,中部伏旱在70年代最强,其次是2000年以后,东南部伏旱的年代际变化趋势不明显,且伏旱整体较轻。     

基于MODIS数据的近10年宜昌城市热岛效应时空变化特征

利用2010-2019年宜昌研究区2、5、8月和11月晴空天气的MODIS地表温度产品,结合GIS技术,分析热岛效应昼夜、季节和年际变化特征.结果表明:(1)热岛空间分布受地形地貌影响较大,热岛区主要分布在主城区至东南部平原地带;(2)热岛区和冷岛区面积白天均多于夜间,热岛强度白天强于夜间;(3)夏季热岛区面积达到最大...     

基于FY-2G数据的青海省云宏微观特征参量时空分布研究

利用FY-2G静止卫星数据反演的云宏微观特征参量（简称“云参量”）,对2018—2020年青海全省及3个子研究区云参量时空分布特征进行分析。结果表明：云顶高度（cloud top height,CTH）、云顶温度（cloud top temperature,CTT）、过冷层厚度（overcooled layer depth,OLD）、云光学厚度（cloud optical depth,COD）、云粒子有效半径（effective radius,ER）及液水路径（liquid water path,LWP）6个云参量全省区域年平均值分别为3.8 km、-9.7℃、2.0 km、7.1、7.1μm及63.7 g·m-2。纬度相同的柴达木盆地、青海东北部除CTT外,其余云参量月变化大致呈双峰双谷分布,峰值基本出现在5、11月,谷值基本出现在8、9月及12、1月,三江源各云参量大致呈单峰分布,峰值基本在11月。各云参量年平均值空间分布均呈沿地形和山脉走向分布的特征,除CTT外,其余云参量高值区与高大山脉相对应、低值区与沙漠盆地及低海拔地区相对应,柴达木盆地在四季均存在一低值区,夏季低值区范围最...     

甘肃省气候舒适度时空分异特征研究

利用甘肃省37个气象台站的气候资料,采用温湿指数、风寒指数、着衣指数及综合舒适度指数等气候舒适度指标和反距离权重空间插值分析方法,对甘肃省气候舒适度的时空分异特征进行了详细分析,研究表明,4—10月气候舒适度都比较优越,6—8月气候舒适度最佳,1月、12月气候舒适度较差。气候舒适度整体呈纬度地带性变化,由东南向西北递减,同时垂直地带性影响显著,导致海拔较高的南部和中部地区气候舒适度较差,其中陇南市、天水市和白银市气候舒适度最好,其次为平凉市、庆阳市等地区,比较差的有甘南藏族自治州、张掖市和金昌市等地区。研究结果全面反映了甘肃省气候舒适度的时空分异规律,对于研究区旅游规划、人口分布研究等有一定参考价值。     

基于地统计分析的中国省域交通运输系统碳排放时空特征研究

以30省域为研究单元,基于能源消耗测算了中国省域2003-2014年交通运输系统的碳排放量,探究了中国省域交通运输系统碳排放的时空分布特征及演变规律。结果表明：中国交通运输系统碳排放量持续快速增长,空间上表现为东高西低,南北方向呈"倒U"型的特征,且区域间相对差异逐渐减小。新疆、青海、甘肃这3省均为冷点地区,热点地区主要分布于东部沿海,历年交通运输系统碳排放重心基本位于河南省南部偏东地区,呈现东北-西南的方向格局,并向正北转变。不同时期交通运输系统碳排放数据变异的随机成分不同,且结构化差异呈减弱态势,而整体空间效应范围不断增大,溢出效应逐渐增强。     

广东冬季气温时空变化特征

根据1954-2002年广东省48站冬季地面气温资料,利用多种气候统计方法,将广东省冬季气温分为全省性冷(暖)型、南冷(暖)北暖(冷)型等四种主要类型,其中全省性冷(暖)型占总年数的90％。广东省冬季气温有0．25℃／10年的增暖趋势,稍弱于全国。     

Influence of HITRAN Database Updates on Retrievals of Atmospheric CO2 from Near-Infrared Spectra

The line-transition parameters of the High Resolution Transmission (HITRAN) 2008 database have been updated relative to previous editions. The transmission spectra and sensitivity to changes in CO2 concentrations using line parameters from the HITRAN 2004 and HITRAN 2008 databases are compared to evaluate the effect of the database updates on retrievals of carbon dioxide vertical columns from nearinfrared reflected sunlight. This comparison is done in three spectral regions covering the 2.06-, 1.61-, and 1.58-μm CO2bands used by the Greenhouse Gases Observatory Satellite (GOSAT) instrument and the planned successor to the Orbiting Carbon Observatory (OCO). The updates to the HITRAN database have the largest effects on the transmittance and the off-line to on-line transmittance ratio in the 2.06-μm region and the smallest effects on these parameters in the 1.58-μm region. The influence of the updates to the HITRAN database on the off-line to on-line ratio calculation in the narrow spectral region 4855-4880 cm-1 could be equivalent to a change in CO2 of more than 50 ppmv. Use of the HITRAN 2004 database will lead to an underestimate of the column CO2abundance in the 2.06- and 1.61-μm spectral regions, whereas it will lead to an overestimate of the column CO2abundance in the 1.58-μm spectral region.     

广西秋冬季旱涝的时空分布特征及同期环流分析

利用广西88个站点1961--2006年的逐月降水资料,采用Z指数定义方法.对秋季和冬季进行旱涝等级划分.采用EOF分解对旱涝等级场展开分解,得出广西秋季和冬季的旱涝时空分布和年际变化特征,分析结果表明:全区性偏涝或偏旱是秋冬季旱涝分布的主要型态;各季时间系数出现极大或极小值的年份与广西发生干旱或洪涝的年份有着很好的对应关系;秋季时间系数在近几年为正值,振幅较大,说明近年来广西秋季旱情明显.对旱涝同期的500hPa环流进行了分析,结果表明:500hPa高度场上,秋季涝年在乌拉尔山东面的槽明显比旱年深,南海高压偏强,副高较弱;冬季涝年为北高南低的形势,冷空气路径偏南,青藏高原上位势高度低,不断有小槽东移影响广西.     

AIRS反演中国区域上对流层水汽分布特征研究

上对流层水汽分布对于全球能量和水循环具有非常重要的影响。利用美国Aqua卫星红外高光谱仪器（AIRS）反演的湿度廓线资料对中国上对流层水汽时空分布特征进行了分析。为了保证卫星反演湿度廓线产品精度可以满足气候特征分析的需求,首先利用JICA野外加密探空试验观测数据对卫星反演湿度廓线进行了真实性检验,分析表明,Aqua卫星搭载的AIRS反演的湿度廓线与探空加密观测数据总体具有较好的相关性,在200 hPa高度相对湿度偏差在5%以内,其精度可以用于上对流层水汽气候特征的分析。通过趋势分析以及EOF分解等方法,分析了2003年1月-2013年12月的中国区域上对流层水汽时空分布特征,结果表明,受夏季风影响,中国区域上对流层水汽具有明显的季节变化规律和年周期特征,中国大部分地区上对流层冬季偏干、夏季偏湿,夏季高湿区可以北移到35°N以北。而在新疆地区冬季偏湿、夏季偏干。总体来说,全年夏季水汽含量最高,秋季次之,冬季最小。2003年以来新疆地区及南部海域上对流层水汽呈显著增加趋势,华南、华北、内蒙古中西部水汽也有所增加,在高原地区及东北区域上对流层水汽稍有减少,但变化均不显著。上对流层水汽的增加,将有可能放大温室效应,在气候变化研究中应给予重视。     

CO2浓度倍增对大豆影响的试验研究

本文利用OTC-1型开顶式气室研究了CO2浓度倍增对大豆的影响， 结果表明:CO2浓度增加使大豆成熟期提前，株高增加；根瘤数量、干物重和单个根瘤的重量增加；叶片厚度、干物重及单位面积的叶片重量增加；总生物量、籽粒数量、籽粒产量和百粒重明显增加；光合作用速率和气孔阻力增加，蒸腾速率减小；粗蛋白含量减少，粗脂肪、饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸增加。     

Influences of Climate Change on the Uptake and Storage of Anthropogenic CO2 in the Global Ocean

A global ocean general circulation model, called LASG/IAP Climate system ocean model (LICOM), is employed to study the influence of climate change on the uptake and storage of anthropogenic CO 2 in the global ocean. Two simulations were made: the control run (RUN1) with the climatological daily mean forcing data, and the climate change run (RUN2) with the interannually varying daily mean forcing data from the NCEP (National Centers for Environmental Prediction) of the US. The results show that the simulated distributions and storages of anthropogenic dissolved inorganic carbon (anDIC) from both runs are consistent with the data-based results. Compared with the data-based results, the simulations generate higher anDIC concentrations in the upper layer and lower storage amount of anDIC between the subsurface and 1000-m depth, especially in RUN1. A comparison of the two runs shows that the interannually varying forcing can enhance the transport of main water masses, so the rate of interior transport of anDIC is increased. The higher transfer rate of anDIC in RUN2 decreases its high concentration in the upper layer and increases its storage amount below the subsurface, which leads to closer distributions of anDIC in RUN2 to the data-based results than in RUN1. The higher transfer rate in RUN2 also induces larger exchange flux than in RUN1. It is estimated that the global oceanic anthropogenic CO 2 uptake was 1.83 and 2.16 Pg C yr 1 in the two runs in 1995, respectively, and as of 1994, the global ocean contained 99 Pg C in RUN1 and 107 Pg C in RUN2 of anDIC, indicating that the model under the interannually varying forcing could take up 8.1% more anthropogenic carbon than the model under the climatological forcing. These values are within the range of other estimates based on observation and model simulation, while the estimates in RUN1 are near the low bound of other works. It is estimated that the variability of root mean square of the global air-sea anthropogenic carbon flux from the simulated monthly mean results of RUN2 with its seasonal cycle and long-term trend removed is 0.1 Pg C yr 1 . The most distinct anomalies appear to be in the tropical Pacific Ocean and the Southern Ocean.     

环渤海地区1961—2010年太阳总辐射时空变化特征

根据1961—2010年环渤海地区4个辐射站太阳总辐射资料和56个台站日照百分率资料,研究了该地区太阳总辐射的时空分布及变化特征。同时利用1991—2010年太阳总辐射数据初步分析了环渤海地区太阳能资源潜力。结果表明：年内太阳辐射呈单峰型,5月最高,4—8月是太阳能资源最丰富的时期;1961—2010年太阳总辐射在1990年之前呈显著下降,之后没有明显变化趋势;太阳总辐射趋势变化在环渤海地区有明显的空间差异,下降幅度最大的集中于京津塘周边地区以及山东中南部地区;四季总辐射均呈显著下降趋势,其中春、夏两季降幅略高,秋、冬两季降幅略低;1991—2010年环渤海地区太阳总辐射呈西北部高,向东、南方向递减的分布特征。     

基于标准化降水指数的石家庄干旱时空特征

干旱是影响石家庄的主要气象灾害之一。基于1972～2006年石家庄市17个气象站的逐月降水资料,采用标准化降水指数,分析了石家庄的干旱时空分布特征。结果表明,石家庄干旱的发生程度具有阶段性特征,20世纪70年代和90年代是比较严重的干旱阶段,70年代春旱严重,到90年代夏秋旱比较严重。用主成分分析对石家庄干旱的空间分布特征进行分析,石家庄干旱在空间分布上具有显著的一致性,同时也存在一定的区域性,根据因子分析将石家庄分为北部、东部和南部3个区域,90年代后较90年代前东部和南部干旱有所增多,北部减少。     

上海城市二氧化碳排放空间特征

构建上海1 km CO₂排放网格,分析市域（UB1）、市辖区（UB2）、建成区（UB3）和城区（UB4）4个城市范围的CO₂排放特征。上海市域CO2排放空间格局是以中心城区为核心,排放水平向外递减,形成了3个梯度。空间自相关分析表明,排放在空间上存在显著的集聚效应,部分地区高强度的经济活动和能源活动对周边区域的排放有显著影响。UB4是上海城市的最佳表征,2007年UB4内CO₂排放达到1.89亿t,人均排放12.04 t;UB4排放占UB1排放的75.40%,UB1人均排放比UB4人均排放高12%。上海城市化和工业化在空间上的高度重合,导致高排放源集聚于UB4内,形成UB4的高排放特征。个别网格的排放量已经占到区域或者城市总排放量的10%～20%;前10高和前100高排放网格,其累积排放总量分别占据了3个城市范围（UB1、UB3和UB4）总排放量的60%和80%以上。