1982-2015年全球植被变化及其与温度和降水的关系

采用1982-2015年的GLASS-LAI (Global Land Surface Satellite-Leaf Area Index)遥感数据和CRU(Climatic Research Unit)气象数据,利用Mann-Kendall趋势法分析了过去34 a全球9种植被的叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)时空变化特征;使用相关分析和逐步线性回归分别探讨了全球9种植被LAI与降水、温度的年际与月关系。结果表明:①全球植被总体呈现绿化趋势,其中变化较大的是草原、稀树草原、常绿阔叶林和多树草原;在植被生长的绿化和褐化趋势中,面积占比最大的植被类型均为草原,说明草原生态系统易受环境因素的影响。②从年际关系看,草原和开放灌丛的LAI与年均降水多呈正相关关系,而温度对不同纬度植被的LAI存在正负2种影响。其原因为温度升高对中低纬度的植被生长有抑制作用,而对高纬度地区植被生长有促进作用。③从年内关系看,南半球降水和温度共同作用于植被的生长;而北半球除常绿阔叶林的生长与温度关系更为紧密外,其它类型植被的生长主要受降水影响。④逐步线性回归结果表明,当月温度的升高对常绿阔叶林、混...     

珠三角地区地表温度与土地利用类型关系

随着城市化进程的加快,城市气候与环境问题日益显现,尤以城市热岛效应最为突出。通过监督分类方法对TM遥感影像进行了土地利用分类,并运用TM热红外波段线性拟合模型进行近地表气温反演,分析城市热岛的空间分布及地域性差异,以及与土地利用类型的关系。结果表明:珠三角地区近地表气温与土地利用类型紧密相关,城市建设区形成高温中心,是热岛的主要贡献因子,植被和水体则有明显的冷岛效应;研究区热岛具有区域性集中与分散分布的特点,且以区域性热岛为中心向周边扩展;分析热岛强度剖面线发现,由于地形、植被覆盖度等因素影响,研究区热岛强度的南北差异较大,而东西差异较小;热岛分布与土地利用类型分布格局较为一致,但也有分布不一致性的区域,表现为城市热岛向非城市建设用地扩展。     

归一化水汽指数与地表温度的关系

城市热岛的遥感研究,传统上主要利用归一化植被指数作为指标来评估地表温度-植被之间的关系。本研究探讨了以归一化水汽指数作为评估其与地表温度关系的适应性,比较了归一化水汽指数和归一化植被指数在表达城市热岛效应方面的效力。利用"单窗算法"和3个不同时段的TM/ETM+数据获取了珠江三角洲核心区域的地表温度分布图,分析了两种指数与地表温度之间的关系。对局部区域逐像元和对区域总体分析的结果表明:不同时段的地表温度与归一化水汽指数之间均存在较强的线性关系,而地表温度与归一化植被指数之间的线性关系相对较弱。说明在城市化的环境下,与传统上常用归一化植被指数作为指标来定量分析地表温度相比,归一化水汽指数提供了一种互补的、甚至更加有效的衡量指标。     

从增长率角度讨论现代温度与CO_2的关系

CO2温室效应导致全球变暖的观点尚有辩驳的余地.目前CO2是否为气候变化的驱动力还在争论之中.根据牛顿第二定律,讨论驱动力的变化应该从加速度也就是增长率的角度来深入.从增长率的角度来研究,可以发现CO2增长率（12月减1月）与温度增长率（年均温度之差）的波动节奏一致,但是温度的增长率没有明显的长期趋势,而CO2增长率长期持续升高,表明两者驱动力有些关联又有些区别.计算表明CO2在长期的地质历史时期以及短尺度的现代变化中都落后于温度的变化,它不是温度变化的驱动力而是产物.CO2的增长率的表现可以理解为自然和人为2种作用力的合力作用的结果,前者保证了它与温度的年际节奏一致,后者提供了长期趋势的变化.线性回归的结果表明,人类活动排放的CO2对大气的CO2的贡献率为48.4%.     

塔克拉玛干地区干湿波动与全球温度变化关系探讨

塔克拉玛干地区随着青藏高原隆起形成大沙漠以来，一直处于干旱环境，但存在着相对干湿波动，与全球温度变化呈现的冷干－暖湿特征相一致。认为沙漠化事件主要是发生在气候变冷、变干背景下，加上人类活动共同影响所致。历史上古遗址的废弃大多发生在冷干期。     

NDVI、NDMI与地表温度关系的对比研究

通过研究归一化植被指数(NDVI)、归一化水汽指数(NDMI)与地表温度(LST)的相关关系,对比NDVI和NDMI定量分析LST的适宜程度。以Landsat 8遥感影像为数据源,以郑汴都市区为例,反演LST,计算NDVI和NDMI。从整体、分区、像元等不同层面分析NDVI和NDMI与LST的相关关系,并利用GEO-Da软件,分析150 m、300 m、450 m三种不同采样间隔数据的NDVI、NDMI与LST的空间相关性。主要结论为：①NDVI与LST的线性拟合度较差,而NDMI与LST具有很强的线性关系,剖面分析显示NDMI与LST呈显著负相关关系。②缓冲区分析结果表明,随着距城市中心距离的增加,用地类型增多,LST和NDMI之间的相关性逐渐增强。③在Moran's I空间相关性分析中,不同采样间隔下两指数与LST的负相关关系均比较明显,但由于水体在2个指数中数值的差异,使NDMI与LST表现出更强的空间负相关性,而NDVI与LST空间相关性则相对较弱。因此,总的来说NDMI是热环境研究的有效指标,与NDVI相比,NDMI与LST的负相关关系更强、更稳定,也更适宜于对LST的定量分析。     

基于MODIS数据的长株潭地区NDBI和NDVI与地表温度的关系研究

基于4个季节的MODIS影像,计算长株潭地区的地表温度、NDBI和NDVI,比较NDBI和NDVI与地表温度之间关系,对地表城市热岛效应研究的指标NDBI和NDVI进行对比分析.结果表明,NDBI与4个季节的地表温度间都存在明显的线性关系,而NDVI与地表温度间关系并不明显且随季节发生变化,说明NDBI是地表城市热岛效应研究的有效指标,在地表城市热岛效应的季节变化研究中NDBI可作为NDVI的一个附加指标.     

水生植物对水面温度和蒸发量的影响

浅水湖泊和平原水库蒸发量的测定，应包括水生植物的蒸发规律，其测定方法必须用隔热蒸发器。     

淮河流域高温热浪时空演变规律及成因分析

基于淮河流域1960—2014年39个气象站点数据、太平洋气候因子和NECP/NCAR再分析数据基础,利用空间Ward-like层次聚类分析划分4个子区域,通过体感温度的高温热浪指数分析淮河流域不同分区的夏季高温热浪时空演变特征,并通过EOF分析、相关性分析和大气环流遥相关等进一步揭示淮河流域高温热浪演变机理。研究表明：① 1960—2014年淮河流域夏季高温、高温热浪开始时间和持续时间均呈先增后减的趋势,20世纪80年代由暖相位进入冷相位,2010年后由冷相位进入暖相位;② 淮河流域各分区高温热浪开始时间呈现区域差异,分区1的高温热浪事件开始时间最早（平均为5月28日）,分区3次之（平均为6月1日）,分区2和分区4高温热浪开始时间最晚;③ 淮河流域轻度热浪发生频次最多平均为1.24次/a,中度热浪发生频次次之,平均为0.37次/a,重度热浪发生频次最少,平均为0.04次/a;淮河流域高温热浪事件与太平洋东部变暖（厄尔尼诺）或变冷（拉尼娜）变化相同。④ 青藏高原和内蒙古低压减弱导致了热浪高温事件的增加。分区4和分区1发生热浪的时间主要发生6、9月,分区2和分区3热浪发生时间集中在7、8月。分区1（西部）和分区4（东部）与Niño3、Niño1+2、MEI和PDO的相关性较高,分区2和分区3与Niño3.4、PNA相关性较高。     

亮温与地表温度表征的城市热岛尺度效应对比研究

利用ASTER数据反演亮温和地表温度,并对二者差异进行对比;利用地统计学界定采样的最大尺度范围,并分别将亮温和地表温度影像以原分辨率为基础进行尺度下推分析,在多尺度分割基础上,构建热岛面积百分比、热岛强度两个指标,用于表征城市热岛尺度效应的差异性。结果表明:亮温和地表温度在数量结构、表征地物温度变异程度上存在很大差异;随着像元尺度增加,用亮温和地表温度表征的城市热岛面积百分比存在明显的尺度效应,且前者明显强于后者,但二者表征的城市热岛强度的尺度效应不明显,且后者稍强于前者;二者表征的城市热岛面积百分比和热岛强度均存在明显差异,表明亮温表征城市热岛的欠合理性。鉴于以上不同,在相关研究中应谨慎选取研究尺度和温度类型。     

沙漠增温效应特征及绿洲农业热量资源分异规律的研究

为了进一步认识绿洲高效农业特殊的热量资源，通过研究沙漠增温效应特征表明：沙漠增温效应强弱随距离沙漠远近而不同，100km范围内沙漠对绿洲的平均增温为1．76℃；另外增温效应导致绿洲日、年温差大、干热风及冷害等气候特征；由于沙漠的面积、地貌特点等的差异，使增温效应产生原因及作用程度不尽相同，表现出绿洲农业资源分异规律，并将西北干旱区绿洲分为5个类型区。     

A New Model for Heat Flow in Extensional Basins: Radiogenic Heat,Asthenospheric Heat,and the McKenzie Model

The McKenzie model proposed in 1978, which is widely used in calculating the thermal history of rift basins and other extensional basins, incorrectly assumes that all heat passing through the lithosphere originates below the lithosphere. In reality, heat from radiogenic sources within the lithosphere, especially in the upper crust, may represent more than half the heat flow at the top of basement. Thinning of the lithosphere during extension does indeed result in an increase of heat flowing from the asthenosphere, but this thinning also reduces the radiogenic heat from within the lithosphere. Because these two effects cancel to a large degree, the direct effects of lithospheric extension on heat flow at the top of basement are smaller than those predicted by the McKenzie model. Because of permanent loss of radiogenic material by lithospheric thinning, the heat flow at the top of basement long after rifting will be lower than the pre-rift heat flow.The McKenzie model predicts an instantaneous increase in heat flow during rifting. The Morgan model proposed in 1983, however, predicts a substantial time delay in the arrival of the higher heat flow from the asthenosphere at the top of basement or within sediments. Using the Morgan model, heat flow during the early stages of rifting will actually be lower than prior to rifting, because the time delay in the loss of radiogenic heat is less than the time delay in arrival of new heat from the asthenosphere.     

青藏高原西部的地面热源强度及地面热量平衡

以1997年11月至1998年10月青藏高原西部改则和狮泉河地区自动气象站(AWS)连续观测的近地层梯度资料,采用廓线-通量法计算出观测期逐日的总体输送系数,进而用总体公式得出两站逐日的地面感热和潜热通量。结果表明:在此观测期内青藏高原西部不论冬夏地面皆为热源,地面热源强度具有明显的季节变化,两站地面热源强度的年平均值分别为82.5W/m²和68.2W/m²。结合辐射和土壤热通量观测资料揭示了两站的地面热量平衡状况,用地面热量平衡方程对以上结果进行了闭合误差检验。     

Estimation of Shallow Geothermal Energy Resource in Canada: Heat Gain and Heat Sink

Maps of shallow depth (down to −250 m) temperature distribution across Canada show large variability, related mainly to surface climatic forcing. Very small changes of temperature with depth in the upper 250 m are related to heat gained by the subsurface due to recent global warming. Temperature data compiled from precise temperature logs in equilibrium wells, and temperature time series from a network of meteorological stations, allow calculation of the available heat energy for heating in the cold period and for cooling in peak warm months. Utilization of this energy resource has the potential for significant CO₂ reduction in Canada. The geothermal energy stored in the ground can be used, with the help of heat pumps, for heating, given very low winter temperatures. The amount of potential heat available is vast. In Canada, south of permafrost border, the integrated value of potentially available heat during the heating season down to −50 m is 1.1 E21 J (1100 quads).     

巴丹吉林沙漠高大沙山近地层温湿廓线与能量交换特征

利用兰州大学冰川与沙漠研究中心科学观测实验站2015—2016年获得的高大沙山微气象数据,分析了巴丹吉林沙漠温湿廓线结构、土壤分层温度、辐射通量等特征,利用组合法和一维热传导方程分别计算了湍流通量及土壤热通量。结果表明：（1）近地层大气自下而上呈现近似等温或逆温分布,冬季逆温层厚度大于夏季。（2）初次观测到逆湿现象,比湿夏季最大,冬季最小,秋季和春季次之,全年平均约为4.2 g·kg^-1,高于塔克拉玛干沙漠。（3）土壤热通量在2月底至5月初振幅较大;感热通量具有显著的平均日变化特征,潜热通量平均日变化平稳,以0 W·m^-2为中心上下波动。能量交换以感热通量为主,陆-气温度差异是沙山感热通量变化的主要影响和控制因子。     

不同Ni原料对固相法合成MnCoNiO固溶体的反应机理影响研究

以Mn、Co、Ni的无机盐为反应原料,采用固相法制备粉体材料Mn1.8Co0.2NiO4。利用XRD、差热-热失重表征了粉体的晶相及晶型的转化。实验结果表明,不同的Ni原料均可以合成具有单一尖晶石结构的金属氧化物,其中间的反应过程存在差异,差异是由固相反应的拓扑学特征决定的。     

三种高寒草甸植被分布及与湍流交换通量关系的比较

对海北定位站分布的金露梅灌丛草甸、矮嵩草草甸、藏嵩草沼泽化草甸3种高寒植被类型群落结构、感热(H)和潜热(LE)通量比较观测表明,3种植被类型年地上净初级生产力表现出矮嵩草草甸(318.600g/m2)>藏嵩草沼泽化草甸(258.341g/m2)>金露梅灌丛草甸(217.695g/m2)。植物种类组成有矮嵩草草甸(54种)>金露梅灌丛草甸(47种)>沼泽草甸(24种)。3种植被类型区近地表大气能量交换过程中,LE和H的月际变化明显,而且随植被类型的不同月际变化差异显著。3种不同植被类型在年内均表现出H LE>0,表明在青海海北高寒草甸地区,太阳辐射强烈,近地层湍流输送明显,地表为一热源。3类型高寒草甸植被的年地上净生产量基本与波文比(β)呈现正效应,与LE H呈现明显的反效应。植物种类组成基本与LE H有反效应,与β呈明显的正效应。