热带大气季节内振荡研究进展——观测、动力机制和数值模拟

热带大气季节内振荡（MJO）是热带大气活动的强信号。对MJO动力机制的探讨，经历了由考虑完全的大气内部过程（波动－CISK理论），到考虑海洋影响的大气过程（WISHE理论），到最新的考虑大气－海洋耦合作用（WCMC模式）的逐步发展、完善的阶段。现阶段大气模式能够模拟MJO的一些基本特征但存在许多缺陷。在大气模式中引入上层海洋的反馈作用，可以有效改善模拟MJO的时空结构。MJO的强度变化、季节特征、传播速度等的精确描述只能借助于海气耦合模式。     

冰-结构动力相互作用过程的DDA模拟

应用非连续变形分析(DDA)方法, 模拟了海冰与直立结构的动力相互作用过程的模拟.该方法的优点是能将冰对结构的碰撞及冰的破碎过程可视化, 同时发生碰撞后结构在每一时间步的响应都可计算出来.数值算例表明, DDA方法进行海冰破碎过程的模拟, 比有限元或边界元等方法更为合理和接近实际.     

干旱区陆面过程和大气边界层研究进展

干旱区陆面过程和大气边界层不仅与气候、生态、水资源密切相关,而且影响我国气候格局和东亚大气环流,是一个十分重要的研究领域,近20多年已取得了比较系统的研究进展.从干旱区陆面热力和水分过程特征、干旱区大气边界层结构特征、干旱区陆面过程参数及其参数化公式、非均匀下垫面大气边界层理论、干旱城市大气边界层特征与污染机理等方面归纳总结了干旱区陆面过程和大气边界层领域取得的部分研究进展.并且,认为科学试验的代表性、复杂下垫面的影响、尺度转化、地表能量不平衡、极端天气过程的相互作用、水分过程的复杂性等问题是干旱区陆面过程和大气边界层研究领域的突出问题和未来研究重点.     

夜间星载微光成像仪在大气、海洋和环境领域的应用研究进展

随着星载微光成像仪器的出现,人类可以探测到夜间低照度条件下的可见光辐射,尤其是进行了高精度辐射定标后,这些微光辐射资料的定量应用成为最近的研究热点。系统总结了夜间星载微光成像仪在大气、海洋和环境领域的应用研究进展,首先,介绍了星载微光成像仪载荷的发展历程。然后,详细总结微光数据在大气、海洋和环境3个地球科学领域典型应用和带来的科学上的新发现。最后,围绕新的科学目标展望了未来星载微光成像仪的设计思路和应用前景。     

基于海冰物理和力学参数的渤海冰工程分区

根据渤海海冰物理和力学参数分布建立渤海海冰工程分区.其特点是将作用到相同直径或宽度的直立结构物上冰的作用力范围相同的区域划分为同一分区内,因此不同重现期设计冰厚度和峰值压缩强度之积作为区划指标.为了获得不同重现期渤海海冰物理和力学性质参数,利用渤海历史资料建立用气温、水温、冰期和冰厚表达非变形平整冰层和冰样温度、盐度、密度的关系,进而获得冰的孔隙率;利用渤海海冰单轴压缩强度同孔隙率的试验关系计算相应峰值压缩强度;然后发展渤海不同重现期平整冰层物理和力学参数的平面分布.在此基础上以新区划指标做不同重现期的海冰工程分区.作为新区划的实例,给出25、50、100年重现期的渤海海冰工程分区.     

黄河源区陆面过程观测和模拟研究进展

陆面过程对黄河源区水资源变化有重要的影响,探索黄河源区陆面过程和水分循环特征的关联机理有十分重要的意义.首先简述了黄河源区气候变化背景和陆面过程的基本特征,并详细介绍了近年来在黄河源区开展的一系列陆面过程野外观测试验及相关研究主题和研究进展;进一步给出了在野外试验观测资料分析、卫星遥感、数据同化应用和数值模拟等方面取得...     

应用遥感构造解析方法分析汶川和玉树地震的构造活动过程———试作区域性地震活动预测分析

每次地震都是一次岩石圈表层的构造变形与位移,一组时空相近而有成生联系的地震,代表着某种方式与方向的地壳运动,即每次地震均可视为一次“地震—构造事件”。应用遥感构造解析方法,将地震视为“地震—构造事件”,对中国近20年来的地震活动进行分析和危险区评估,结果比较合乎实际。据此,对未来5~10年中国东部地区的地震活动趋势进行了预测,认为:两广及其沿海地带和华北平原中部存在发生强破坏性地震的较大风险。      

基于遥感和GIS的我国季风海洋型冰川区冰碛物覆盖型冰川边界的自动识别

冰碛物覆盖型冰川边界的自动识别是冰川遥感监测的难点,综合遥感图像和DEM等多种数据,提出了一种基于遥感和地理信息系统的改进的半自动集成分类方法.该方法选择NDSI、NDVI作为分类指标,通过栅格DEM反演地表现象,并利用处于热红外波段的TM6探测地物的热辐射差异,应用栅格图像和GIS进行邻接空间分析,将冰川及冰碛物覆盖型冰川进行区别和分类.选择我国典型的季风海洋型冰川区——贡嘎山地区大量冰碛物覆盖的贡巴冰川作为实例进行研究,取得了较好的分类结果.该方法比Frank Paul提出的方法更适合于我国海洋型冰川的遥感研究,同时也提出了存在的问题.     

柴达木盆地周边的几个金矿区遥感构造和地球物理场特征

青海柴达木盆地周边地区的金矿化分布,与其所在区域的岩石建造、岩浆活动和区域构造以及区域航磁、重力场特征的关系密切。同时金矿区、矿化集中区显示出醒目的反映局部构造环境的弧形和线性构造,即以强烈剪切作用形成的线性构造带和反映有后期岩浆分异侵入的环形构造。而且矿区、矿化集中区还位于反映深部构造变异的局部重力异常区边缘、区域航磁走向中断区或梯度变化带附近。这些遥感构造和地球物理场中的局部异常,是进一步找矿评价的重要标志。金矿床常位于上述异常区的边缘及控矿的早期封闭构造系统的隐约线性构造带内。在地质背景研究基础上,遥感构造研究和地球物理资料相结合是进行金矿区、矿化集中区成矿预测的一种快速、有效的重要方法。     

基于遥感数据的全球及区域土地覆盖制图--现状、战略和趋势

土地利用／土地覆盖变化研究是近年来全球变化研究的焦点之一。全球和区域尺度的土地覆盖特征对全球环境状况的评估、模拟未来全球环境的情景有重要的作用。2000年在Internat ionalJournalofRemoteSensing杂志上出版了题为"GlobalandRegionalLandCoverCharacterizat ion from Remotely Sensed Data"的专辑。在此基础上,介绍、总结了国际上利用遥感影像进行全球和区域等大尺度土地覆盖研究的新进展。分别从数据源与制图的时空尺度、制图方法（数据预处理、分类、精度评估）等方面进行了介绍,并对现今的两个全球土地覆盖数据库进行了比较分析。     

北极海冰与全球气候变化

最近有关北极海冰在全球气候系统中作用的研究发现，北冰洋边缘海域大洋深水的形成与海冰发育有关，海冰冻融过程对盐度层结具有重要影响，海冰变化可引起盐度突变层的灾变和热盐环流的突然停止，热盐环流的变化与北大西洋海冰１０年际变化相联系，北大西洋气候的不稳定性与热盐环流变化密切相关。北极海冰－海洋－大气间耦合作用，使北极海冰构成了北大西洋和全球气候反馈循环中的重要环节。     

累积海冰密集度及其在认识北极海冰快速变化的作用

为定量分析北冰洋海冰密集度年际差异,提出并采用累积海冰密集度(ASIC)概念。利用SSMR/SSMI的分辨率为25 km的海冰密集度数据,分别研究了1979—2011年北极海冰在融冰期(4~9月)和结冰期(10月至翌年3月)的变化过程以及2个冰期内ASIC的区域差异。研究发现,在1979—1989年、1989—1999年和1999—2009年期间,融冰期海冰发生明显变化的范围都远远大于结冰期海冰发生明显变化的范围。1998—2010年,融冰期内发生加速融化的海区并没有都出现结冰期冰量减小的现象。在此期间融冰期ASIC减小,结冰期ASIC也减小的海域仅集中在楚克奇海、新地岛北部海域以及格陵兰岛东西海岸。融冰期ASIC减小,而结冰期ASIC无明显变化的海域包括波弗特海、东西伯利亚海、拉普捷夫海和喀拉海。这些区域与局地陆地径流侵入的海域重合。研究发现,在这些区域,融冰期ASIC减少是陆地径流增大加速海冰融化引起的。在结冰期,陆地径流加速海水结冰的作用消除融冰期海水吸收大量太阳辐射能后发生推迟结冰的现象,使得ASIC无明显变化。融冰期ASIC减小,而结冰期ASIC增大的区域只有白令海。研究结果证明累积海冰密集度能够去除海冰高频变化而只表现低频变化,能够描述海冰的年际变化特征。同时由于海冰变化与海洋中其他物理参数存在显著关系,变T的ASIC可以更加方便地描述次表层叶绿素最大值层深度的变化。     

海冰反照率参数化方案的研究回顾

在全球变暖的背景下,北极海冰在发生快速变化,海冰覆盖范围明显减小,厚度显著变薄,积雪/海冰—反照率正反馈机制在此背景下变得愈发重要。气候系统和单一海冰模式采用了从简单到复杂的海冰反照率参数化方案。首先对模式中的海冰反照率参数化进行了回顾,并结合对现有卫星反照率产品问题的分析,概述了前人对参数化的评估研究工作。在此基础上进一步讨论了气候模式中海冰反照率参数化方案存在的问题,一方面目前的反照率参数化对海冰融池和冰间水道等物理过程的考虑还不够完善,另一方面反照率参数化方案的发展受到观测数据可用性的制约。最后对参数化的发展方向进行了初步探讨。     

北极海冰运移和消退的数值模拟(英)

A sea ice model which contains Hibler's (1979, 1980) dynamics and Parkinson & Washington's (1979) thermodynamics is used to simulate the seasonal cycle of sea ice motion, thickness,compactness and growth rate in the Arctic Ocean under mean annual climatological forcing. Furthermore, it is used to investigate the air-sea heat flux and mean annual heat state over the entire Arctic Ocean.     

北极海冰减退引起的北极放大机理与全球气候效应

自20世纪70年代以来,全球气温持续增高,对北极产生了深刻的影响。21世纪以来,北极的气温变化是全球平均水平的2倍,被称为"北极放大"现象。北极海冰覆盖范围呈不断减小的趋势,2012年北极海冰已经不足原来的40%,如此大幅度的减退是过去1 450年以来独有的现象。科学家预测,不久的将来,将会出现夏季无冰的北冰洋。全球变暖背景下北极内部发生的正反馈过程是北极放大现象的关键,不仅使极区的气候发生显著变化,而且对全球气候产生非常显著的影响,导致很多极端天气气候现象的发生。北极科学的重要使命之一是揭示这些正反馈过程背后的机理。北极放大有关的重大科学问题主要与气—冰—海相互作用有关,海冰是北极放大中最活跃的因素,要明确海冰结构的变化,充分考虑融池、侧向融化、积雪和海冰漂移等因素,将海冰热力学特性的改变定量表达出来。海洋是北极变化获取能量的关键因素,是太阳能的转换器和储存器,要认识海洋热通量背后的能量分配问题,即能量储存与释放的联系机理,认识淡水和跃层结构变化对海气耦合的影响。全面认识北极气候系统的变化是研究北极放大的最终目的,要揭示气—冰—海相互作用过程、北极海洋与大气之间反馈的机理、北极变化过程中的气旋和阻塞过程、北极云雾对北极变化的影响。在对北极海冰、海洋和气候深入研究的基础上,重点研究极地涡旋罗斯贝波的核心作用,以及罗斯贝波变异的物理过程,深入研究北极变化对我国气候影响的主要渠道、关键过程和机理。     

定量遥感升尺度转换研究综述

尺度转换问题是定量遥感领域基础而重要的科学问题之一.重点针对升尺度转换研究现状,从现象描述、尺度效应产生原因分析、尺度转换方法归纳及尺度转换效果评价4个方面进行细致论述.认为目前的研究主要存在3个问题:①基于离散的多传感器影像进行的反演量尺度转换研究,受到不同传感器间成像参数归一化精度的影响;②反演量物理模型发展有限,基于这些模型的反演量连续空间尺度转换研究仍不成熟;③基于分形理论等数学方法的反演量连续空间尺度转换研究取得了一定的进展,但仍受限于尺度上推理论与技术的发展水平.对于定量遥感升尺度转换研究的发展趋势,做出如下展望:①随着成像参数归一化技术的进步,问题①将得到更有效的处理,这将有助于实际应用问题的解决;②连续空间尺度转换模型构建是升尺度转换研究发展的重要趋势.随着多学科知识的融入,定量遥感反演理论的发展及尺度上推理论与技术的进步,问题②与③亦将得到较好的解决,这将有益于揭示遥感反演量真正意义上的尺度转换规律.     

珊瑚礁遥感研究进展

受到气候变化和人类活动的影响，全球的珊瑚礁生态系统正迅速退化，通过遥感技术监测珊瑚礁栖底物质的结构组成和变化对于管理和保护珊瑚礁生态系统具有重要意义。珊瑚礁上层水体对光强的衰减、栖底物质光谱的复杂性以及空间的异质性，构成了珊瑚礁遥感的特点，同时也是难点；从光谱可分性分析、遥感图像分类、混合光谱分解、变化检测4个方面总结分析了近几年国际上在珊瑚礁遥感领域所做的研究，并指出应从高光谱影像分析、声学遥感和光学遥感相结合、完善珊瑚礁遥感物理模型等方面推进珊瑚礁遥感的发展。     

1997-2005年北极东西伯利亚海海冰变化特征研究

近年来北冰洋气候系统发生了显著变化,海冰面积减小和厚度变薄是最主要的特征.利用美国国家冰中心的1997—2005年东西伯利亚海海冰密集度数据,研究了该海域海冰覆盖率的多年变化特征.结果表明:1997—2001年海冰冰情偏重,2002—2005年海冰冰情明显减轻,尤其是2005年,海冰面积覆盖率创密集度为近几年最低值.海冰融冰期长度和海冰面积覆盖率最小值与海冰面积指数的相关系数在置信水平为0.95时分别达到-0.90236和0.9098,海表负积温与海冰面积指数的相关系数达到-0.7424.近年来东西伯利亚海海面风场的偏南风有加强趋势,有利于海冰的北向运移和暖空气北上,造成海冰面积持续减小.河流径流量在9a中整体呈现增长趋势,与海冰具有很好的负相关性.     

内陆水质遥感不确定性：问题综述

内陆水质遥感是目前定量遥感领域的热点与难点,多种不确定性因素影响了内陆水质遥感的研究进展。较系统地总结了国内外近年来内陆水质遥感监测存在的突出问题与影响水质遥感监测精度的关键因素,具体从内陆水体光学特性的复杂性、大气校正的复杂性与水面反射光校正的不确定性、反演算法与生物光学模型的复杂性与区域性、现有传感器监测内陆水质在性能方面的局限性以及影响因素的复杂性与综合性几个方面进行了阐述,并指出了内陆水质遥感监测的研究重点与发展方向。