大气CO2浓度时空变化卫星遥感监测的应用潜力分析

GOSAT卫星观测反演大气CO2浓度精度已经提高到了1—2 ppm,而卫星数据能否准确地揭示全球和区域大气CO2浓度变化特征还缺乏充分的评价与分析。本文针对已经连续运行观测3年的GOSAT卫星,收集了来自美国NASA-OCO团队(ACOS)和日本环境研究所GOSAT团队(NIES)基于各自算法反演的两套大气CO2柱浓度数据,描述并分析了全球大气CO2时空变化特征。分析结果表明,从XCO2反演的绝对值结果来看ACOS总体上比NIES的高出约2 ppm左右,但从时空的相对变化上它们揭示了相近的大气CO2浓度时空变化特征。两套数据显示出全球平均大气CO2浓度在2010年—2012年的3年期间年增量分别为1.8 ppm和2.0 ppm;季节变化幅度,北半球最大4—6 ppm,南半球最大约2 ppm,这与地面观测结果基本一致。进一步将EDGAR 4.2人为排放总量格网化数据与GOSAT卫星观测反演的CO2浓度进行相关统计分析,结果指出两套数据对人为排放量有着微弱的响应。本文结果指出目前GOSAT卫星观测反演的XCO2可以检测出全球和区域大气CO2浓度的年变化、季节变化和区域空间变化的特征;GOSAT卫星10.5 km空间分辨率的观测虽难于检测出点源的浓度变化,但从区域上对人为排放的累积效应的监测显示了一定的应用潜力。     

基于ERA5数据的山东地区大气可降水量时空变化特征分析

基于欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的山东地区的大气可降水量(PWV)数据,利用线性拟合、时间序列分析方法和经验正交函数分解等方法,分析了2008—2021年山东地区PWV的时空变化以及变化特征。结果表明：就空间分布而言,山东地区年平均大气可降水量呈现由南到北递减的趋势,南部边界大气可降水量最高;就时间分布而言,2008—2021年,山东地区大气可降水量呈现缓慢增加的趋势;就季节分布而言,夏季大气可降水量为全年最高,其次是春季和秋季,冬季最少;利用经验正交函数分解发现大气可降水量的收敛性较强。     

GPS与PS-DInSAR方法的大气延迟变化量解算与精度分析

文章研究利用Kriging插值方法对天津地区11个连续运行GPS点网的大气延迟解算结果进行内插,得到区域连续GPS大气延迟变化分布.选择同一区域进行PS-DInSAR处理所得的残余相位主要由非线性形变相位、大气相位和噪声相位组成,尝试在时间域高通滤波和空间域低通滤波处理,得到与GPS同地域同时段的大气延迟变化分量.对所得两种大气延迟变化量进行对比分析,采用求差和均方根误差(Root Mean Square,RMS)进行统计检验,结果表明这两种方法得到的大气延迟变化分量基本一致,进一步集成可望得到更有效的监测结果.     

黄河流域森林覆盖时空变化及驱动因素分析

为探究1990—2020年黄河流域森林覆盖时空变化及其驱动因素,本文基于土地覆盖、自然因素及人类活动数据,使用转移矩阵、Theil-Sen Median和Manna-Kendall趋势分析、地理探测器进行了研究。结果表明：(1)黄河流域森林覆盖范围扩大,覆盖面积增加近2万km²;(2)1990—2020年,黄河流域168个县的森林覆盖率呈增长趋势,仅两个县的森林覆盖率减少;(3)基于地理探测器的结果表明,短波辐射对森林覆盖分布解释力最大,交互探测表明,降雨和高程的交互作用对森林覆盖分布解释力最强。本文可为黄河流域生态环境高质量发展提供科学参考。     

河北坝上地区植被覆盖变化遥感时空分析

基于MODIS数据,采用基于像元尺度的趋势分析和稳定性分析方法,深入分析了河北坝上地区近13 a的植被变化特征。研究表明:空间分布上,坝上全区地表植被覆盖从西向东依次渐好,各分区域的季节变化特征具有明显的差异性;时间上,近13 a以来坝上大部分地区植被覆盖有改善的趋势,其中得到改善的区域占坝上总面积的51.35%,基本不变的区域占25.68%;同时,因坝上地区生态环境比较脆弱,植被生长易受自然和人为因素的干扰,植被覆盖在时间序列上的稳定性较差,坝上全区每年的NDVI最大值合成数据的变异系数Cv平均值达到14.85%,Cv10%的区域仅占坝上总面积的15.3%。     

中国东北植被生长峰值时空变化及可持续性分析

植被生长峰值不仅是典型的物候节点,也是植被最大生长能力的重要指示参数。本文以中国东北地区为研究区域,基于长时序遥感NDVI数据,采用Mann-Kendall检验法探索植被生长峰值的变化趋势,利用Hurst指数对植被生长峰值进行可持续性分析。结果表明:1)我国东北地区植被生长峰值时间点(POP)和最大生长幅度(PEAK)整体上呈现出波动上升的趋势。植被峰值时间点在东部以及北部阔叶林和草原区域表现为延迟趋势;植被最大生长幅度在中部、北部以及西南部表现为增强趋势,在森林区峰值时间点表现为延迟趋势,生长峰值表现为增强趋势;2)东北地区整体上植被返青开始期(SOS)和生长峰值时间主要以延迟为主,峰值幅度有所升高;3)Hurst指数结果表明,东北地区植被PEAK呈持续增强趋势,仅6.38%的区域与过去呈现相反的变化趋势,植被增强区域主要集中在中部地区。东北地区植被生长峰值变化可持续性研究,可以为评价东北地区植被固碳能力和生态系统功能提供参考。     

大气负荷对区域地壳形变和重力变化的影响分析

在高精度大地测量观测数据处理和相关地球物理解释中,大气负荷由于影响较大,需要考虑。利用全球大气模型和区域气象站气压数据,采用移去恢复方法和球谐分析方法,计算了三峡地区大气负荷对地壳形变和重力变化的影响。提供了一种利用局部气压数据改善该区域大气负荷影响变化计算效果的合理算法,提高局部气压数据和全球模型数据利用的合理性和准确性。研究发现,大气负荷对垂直形变的影响在空间分布上中长波占优,在三峡地区的年变化幅度大于20 mm,对地面重力变化影响的年变化幅度一般不超过10 μGal,对水平形变影响较小。