MTCLIM模型系列研究报告(4):辐射估算方法在我国南方亚热带山地的改进

以已有的数据、理论和模型为基础,在我国南方亚热带山地对MTCLIM模型的辐射估算方法进行了改进,对模型参数作了重新估计。经过改进后,辐射子模型中的参数B的变化不再用月平均温差表示,而是用月平均水汽压来表示。交互验证估计参数的方法能消除不良数据的影响,获得较好的模拟效果,最后估计的参数T0 nadir.dry、α、C、a和b分别为0 823、0 000039、1 7、0 0173和0 0000122。与用原来参数估计的结果相比,参数估计后预测的日总辐射结果有明显改善,相关系数R2从原来的0 55～0 73提高到0 65～0 82,总平均绝对误差从原来的3 81MJ/m·d-1降低为2 90MJ/m·d-1,减少了约1MJ/m·d-1。     

MTCLIM模型系列研究报告(2):湿度估算方法在中国亚热带山地的有效性验证

本文在前期研究基础上,在南方亚热带山地对MTCLIM模型的温度估算方法进行了验证和订正。研究结果表明:经过露点订正后该研究区域内逐日水汽压的估算结果普遍改善,但在不同站点不同年份间的表现不同。对各站点共5097个观测数据计算后发现,用最低温估计的水汽压和用露点方程订正后的露点估计的水汽压与实测值之间的MAE分别为0.221kPa和0.207kPa,两种方法的模拟结果均与实测值非常接近,但后者偏差更小。与最低温度法估计的结果相比,露点订正方法能较好地模拟干旱天气条件下水汽压的变化状况。     

春季晴天与阴天草原辐射和能量平衡特征的一次对比观测

利用2008年3月锡林浩特国家气候观象台通量观测系统获取的资料,对草原初春晴天和阴天地表能量和辐射平衡特征进行了对比。结果显示,初春典型晴天总辐射、反射辐射、向下和向上长波辐射的最大值分别为801 W·m-2、203 W·m-2、197 W·m-2和390 W·m-2;阴天总辐射与反射辐射明显减弱,峰值分别为595 W·m-2、147 W·m-2,向下、向上长波辐射最大值分别为290 W·m-2和182 W·m-2。晴天感热、潜热、土壤热通量和净辐射的日积分值分别是6.58 MJ·m-2·d-1、1.05 MJ·m-2·d-1、-0.25 MJ·m-2·d-1和5.89 MJ·m-2·d-1,阴天感热、潜热、土壤热通量和净辐射的日积分值分别是1.15 MJ·m-2·d-1、0.49 MJ·m-2·d-1、-0.08 MJ·m-2·d-1和1.65 MJ·m-2·d-1。典型晴天地表反照率早晚大,中午最小,最小值为 0.26;而阴天受云的影响,最小值仅为0.22,且日变化不明显。     

结合土壤水分可供率改进显热通量估算方法

通过引入土壤水分可供率因子修正双层遥感蒸散模型中的植被剩余阻抗,以改进表层土壤含水量较小时的植被显热通量估算,并与美国Walnut Gulch流域两个地表通量站的观测值进行比较。实验结果表明:土壤水分可供率遥感估算值与实测波文比换算值的相关系数R2均大于0.84;引入土壤水分可供率改进后的显热通量估算值与实测值的相关系数R提高了0.34;均方根误差在两个通量站分别减少73.5W/m2和97.2W/m2,相对均方根误差均减小15%以上。结合土壤水分可供率的显热通量估算方法能够有效提高估算精度。     

我国太阳辐射量区域性变化特征研究*

对我国近35年来到达地面的太阳辐射量观测资料进行方差分析和统计检验,结果表明:从70年代开始,我国太阳直接辐射和总辐射量普遍减少,变化趋势分别为-246MJ/m2·10a和-16.8MJ/m2·10a,减少量最大中心在长江流域。太阳散射辐射量在东北、华北以及南方地区增加,在长江流域和西北地区减少。此外,用太阳辐射量倾向率的形式归纳出我国四种典型的区域性太阳辐射量季节变化特征。     

青藏高原4月—10月光合有效量子值的气候学计算

根据１９９４年４月～１０月青藏高原太阳分光辐射的实测资料，计算出太阳总辐射中，光合有效辐射（ＰＡＲ）所占比例η＝０．４３９±０．００９，ＰＡＲ每１Ｊ的能量含有４．４３μｍｏｌ的量子。在青藏高原的气候学计算中，可用下式估算旬平均的ＰＡＲ能量日总量ＨＰＡＲ（ＭＪ·ｍ－２ｄ－１）和量子日总量ＵＰＡＲ（ｍｏｌ·ｍ－２ｄ－１）：ＨＰＡＲ＝（０．３９９＋０．０３６ｌｇＥ＊）ＨＵＰＡＲ＝（１．７６８＋０．１５９ｌｇＥ＊）Ｈ式中Ｈ（ＭＪ·ｍ－２ｄ－１）为总辐射旬平均日总量，Ｅ＊＝Ｅ·Ｐ０／Ｐ，Ｐ０（ｈｐａ）为标准大气压，Ｐ（ｈｐａ）为测点大气压，Ｅ（ｈｐａ）为地面水汽压。     

基于地形的福建省太阳辐射模拟计算及评估

取分布式模拟方法,利用福建省69个气象站1971—2007年日照资料及100 m×100 m分辨率的高程数据,计算了福建省范围内历年1—12月的太阳辐射量.结果表明,福建省年太阳总辐射主要在3 800~5 300 MJ/m2之间,年太阳直接辐射在1 800~2 800 MJ/m2之间;月太阳辐射介于230~590 MJ/m2之间,其中6—9月为一年中辐射较高的4个月份.太阳辐射的高值区主要位于福建东南部的莆田、泉州、厦门、漳州4市的沿海一带,年太阳总辐射超过4 500 MJ/m2,年太阳直接辐射超过2 100 MJ/m2.此外,受地形及地表特征的影响,位于福建北部的南平市的部分地区太阳辐射也相对较高.     

定量遥感地表净辐射通量所需大气下行长波辐射估算模型改进

利用半湿润季风气候类型夏季近地层气象观测资料,对得到广泛应用的十种晴天大气下行辐射估算模型和两种昙天大气下行辐射估算模型进行检验。指出其中Iziomon(2003)晴天大气下行辐射估算模型是半湿润季风气候类型夏季较适用的估算模型。然而,在有云天空,Iziomon(2003)昙天估算模型误差比较大。本文依据实测资料,对Iziomon(2003)昙天大气下行辐射估算模型进行修正,修正后的模型估算值与实测值非常接近。由于应用常规气象站的大气温湿度来估算大气下行辐射仅代表近地层大气对其的贡献,不能反映整层大气的贡献,尤其在近地层与高空大气的水汽状况不一致时,上述模型将有较大的误差。为此本文结合Iziomon(2003)晴天模型中大气比辐射率的表达式,提出了运用红外辐射计以37°高度角对天空的观测值,来推算大气下行辐射的新方法。小汤山的试验数据表明,新模型的反演精度优于上述传统模型。     

利用LM-BP神经网络估算西北地区太阳辐射

气候、生态、水文等模型的应用需要空间连续分布的太阳辐射数据,由于地形等条件的制约,气象站点的分布有限,无法利用稀少的站点获得空间连续分布的辐射数据,而BP(Back-propagation)神经网络模型对太阳辐射具有很好的预测性,但以往的研究都是基于单个站点估算太阳辐射,而且BP神经网络模型存在收敛速度慢、学习时间长等问题,为解决BP算法存在的不足,采用LM(Levenberg-Marquardt)算法优化后的BP神经网络(简称LM-BP神经网络)结合DEM(Digital Elevation Model)数据估算西北地区128个气象站点2011年的太阳总辐射月均值,通过乌鲁木齐和银川两台站的实测数据进行验证,两台站的平均百分比误差分别为2.89%和3.24%,平均偏离误差分别为0.27 MJ·m-2和0.61 MJ·m-2,且拟合优度均0.90。该模型各项误差指标较小,估算精度较高。最后将模型模拟出的辐射值,结合已有的24个辐射站点的实测值进行空间插值,得到西北地区2011年逐月太阳辐射精细化空间分布图。     

福建省区域尺度太阳总辐射模拟估算研究

比较了3种以常规地面气象资料为基础估算太阳总辐射的气候学估算模型(晴天辐射模型、天文辐射模型和MTCLIM气候模型),并以2004年福建省仅有的福州站和建瓯站太阳总辐射实测值进行验证.研究结果表明:以晴天总辐射为基值计算太阳总辐射估算模型的精度最高,运用该模型在ARCGIS支持下对福建省太阳总辐射进行空间插值,拟合了福建省区域尺度太阳总辐射月总量和年总量的空间分布,为省区域尺度生态系统碳循环模型,水文模型及植被净第一性生产力的估算研究提供了重要的空间表达参数.     

Multidimensional visualisation of degrees of relevance of geographic data

The ever‐increasing number of spatial data sets accessible through spatial data clearinghouses continues to make geographic information retrieval and spatial data discovery major challenges. Such challenges have been addressed in the discipline of Information Retrieval through ranking of data according to inferred degrees of relevance. Spatial data, however, present an additional challenge as they are characteristically made up of geometry, attribute and, optionally, temporal components. As these components are mutually independent of one another, this paper suggests that they be ranked independently of one another. The representation of the results of the independent ranking of these three components of spatial data suggests that representation of the results of the ranking process requires an alternative approach to currently used textual ranked lists: visualisation of relevance in a three‐dimensional visualisation environment. To illustrate the possible application of such an approach, a prototype browser is presented.     

哈尔滨市可持续发展的趋势分析

可持续发展评判的指标体系是对可持续发展进行科学评判和决策的一个重要组成部分.从经济、社会、人口、资源、环境5个方面构建了由35个指标构成的哈尔滨市的可持续发展指标体系,并对其1995～2004年的可持续发展趋势进行了分析.分析结果表明,哈尔滨市从1995～2004年经济发展一直呈现稳步上升的趋势,社会、人口、环境和资源子系统呈现比较波动的趋势.2000年后,逐渐进入环境质量提高、资源消耗量下降的时期,环境污染、资源消耗与发展的综合指数越来越低,发展趋势也渐好,说明哈尔滨市的可持续发展的能力在不断提高.     

新丝绸之路形成背景下哈萨克斯坦城市群发展研究（英文）

在伟大丝绸之路复兴的新历史阶段背景下,结合全球和区域市场一体化,文章分析了城市群这一最为重要增长极形成的关键因素和先决条件,在此基础上研究了区域空间组织问题。在欧亚地缘战略中哈萨克斯坦具有横贯中西的区位优势,文章综合评估了哈萨克斯坦城市群发展的可能方向、可能存在的负面影响及其影响范围。研究表明,哈萨克斯坦当前的城市化过程具有多维特征,城市群地区人口占总人口比重明显上升,城市的集聚形式预示着定居形式的成熟,并塑造着特有的社会经济空间,如区域核心、对外经济联系的节点、内部基础设施最重要的连接点等。城市群将扮演区域一体化的特殊平台,以城市群为基础,哈萨克斯坦将在新丝绸之路建设中恢复其重要历史地位,它将成为中亚地区贸易、交通、商业与金融、科技创新和旅游的枢纽,以及链接欧亚的桥梁。     

Biomass production of different ecotypes of threegrass species of the semi-arid grasslands of southern Africa

Biomass production of different ecotypes within three ecological importantgrass species was determined during cultivation under uniform environmental conditions. Results obtained clearly indicate that ecotypes of these species exhibit a significant degree of variation with regard to biomass production. Furthermore, indications from this investigation are that no correlation exists between production ability of a species and long-term average rainfall, and the effect of both genetic and environmental factors on the production ability of a species determines the eventual biomass production of a species. Biomass production represents one of various ecologically important characteristics to be used in conjunction with other ecological characters to construct a usable, special purpose classification system. This system will assist rangeland ecologists in identifying functional ecotypes within grass species, thus facilitating the understanding and interpretation of vegetation dynamic models and rangeland condition assessments.     

中国省域生态-文化-旅游协调发展时空分异及影响因素研究

基于生态-文化-旅游协调发展机理,构建三大系统协调发展评价指标体系,运用耦合协调度模型、ESDA和GWR空间分析方法,对我国省域生态-文化-旅游协调发展的时空分异特征、空间相关性及影响因素进行探究。我国省域生态-文化-旅游协调发展指数较低,十年来虽呈上升趋势但增幅较小,处于濒临失调阶段;协调发展指数高值区主要分布于东部沿海及西南部四川省,十年来呈现高值区扩散、低值区面积有所缩减的发展态势;三大子系统在不同的省域单元上空间表现各异,发展水平差异表现为生态>旅游>文化,东部省份三大子系统整体较高,西部整体较低且生态发展水平明显高于文化、旅游发展水平,中部省份介于两者之间;省域生态-文化-旅游协调发展具有明显的空间正相关关系;从影响机制来看,行政力度、经济基础、市场条件及开放程度对区域生态-文化-旅游协调的发展产生重要影响,且存在显著的空间差异。     

西藏公路沿线河流丁坝局部冲刷深度计算

分析了丁坝局部冲刷的过程和特征。以量纲理论为基础，通过对国内外公开发表的试验资料采用多元回归的方法。建立了不漫水丁坝清水冲刷的局部最大冲刷深度的计算公式。公式考虑了水深、流速、坝长、丁坝与水流夹角、坝头边坡、泥沙不均匀性等对冲深有影响的因素。其中，对于泥沙的非均匀性，传统方法很少考虑，一般是将均匀沙、非均匀沙的资料一起来分析，在此对其进行了定量的讨论。最终通过西藏地区公路沿线河流丁坝冲刷的实测数据对理论公式检验，发现计算值与实测值吻合较好，其公式可应用于西藏干线公路沿河路基防护工程丁坝局部冲刷深度计算。     

GIS与ANN整合技术在森林资源蓄积量预测中的应用

基于MO和MATLAB平台,采用地理信息二次开发技术,建立了帽儿山林场老山实验站森林资源蓄积量评估和预测的地理信息系统,该系统整合在GIS平台上整合BP人工神经网络模型,模拟计算老山实验站森林蓄积量。系统具有前后台数据传输功能,并实现了基于GIS的智能分析计算,为森林资源蓄积量的模拟和预测提供了数字化、可视化、智能化方法。     

滕州湿地水生维管植物群落调查和保护利用

调查记载了滕州湿地挺水植物群落、浮水植物群落、浮叶根生植物群落、沉水植物群落等4大类典型水生维管植物群落,其中包括芦苇群落、香蒲群落、菰群落、豆瓣菜群落、水苦荬群落、酸模叶蓼群落、空心莲子菜群落、浮萍群落、紫萍群落、水鳖群落、槐叶萍群落、莲群落、莕菜群落、睡莲群落、眼子菜群落、菱群落、芡群落、菹草群落、水毛茛群落、马来眼子菜+穿叶眼子菜群落、狐尾藻群落等21种群落类型,群落的组成以世界广布的植物为主,其次为暖温带性质的种类。同时对水生维管植物群落的生态价值、人类干扰及保护和利用等方面进行了讨论。     

北京市居民购物行为空间结构演变

从消费者行为活动切入是研究城市商业空间结构的重要视角。在问卷调查的基础上, 分析10 年来基于认知距离的北京市居民购物行为空间结构的演变特征及其影响机制。结果表明: 北京市居民购物的平均出行距离整体上有缩短趋势; 居民不同类型商品购物出行空间结构的演变和购物地点的演变都呈现出不同的特点; 10 年来北京近郊区居民购物出行空间的等级有明显下降趋势, 中心城区居民则变化不大。上述演变特征均反映出北京商业发展的离心化和多中心化趋势: 居住地附近的低等级商品购物行为逐渐增多, 区域性购物中心、大型超市以及家电卖场对高等级商品购物产生巨大吸引力。影响北京市居民购物行为空间结构演变的因素可以归结为宏观环境变化和购物供给方变化(外生因素) 以及购物需求方变化(内生因 素) 3 个方面, 它们互相影响、互相作用并形成综合性机制模式, 有效推动了北京市居民购物行为空间结构的演变。     

黄酮类化合物分析方法概述

主要综述了黄酮类化合物的分析方法。重点介绍了分光光度法、平面色谱法、高效液相色谱法、超临界流体色谱法、高效毛细管电泳法、极谱法、色谱—质谱联用技术。