藏北高原多年冻土区地表反照率时空变化特征

利用自动气象站数据和MODIS（MOD02）数据,对位于藏北高原多年冻土区的阿雅克气象站、卓乃湖气象站、唐古拉气象站和西大滩气象站四个观测站点的单点地表反照率的季节变化、日变化和站点所属区域（88°~95°E,32°~38°N）的区域地表反照率夏、冬季节的空间分布进行了分析研究,得出：2013年,四个研究站点地表反照率均是夏季最小,冬季最大,春季大于秋季,其他季节较夏季地表反照率峰值较多;当太阳高度角大于40°时各站点地表反照率日变化基本不变,地表冻融过程中地表反照率完全冻结阶段 ＞ 日冻融循环阶段 ＞ 完全融化阶段,且地表日冻融循环阶段地表反照率日变化的中间时刻有明显下降。研究区域夏、冬季地表反照率大部分在0.1~0.3范围内;冬季地表反照率大于0.3的区域明显多于夏季,夏季区域地表反照率自阿雅克到唐古拉呈带状递减。     

青藏高原唐古拉山多年冻土区夏、秋季节总辐射和地表反照率特征分析

根据青藏高原唐古拉山多年冻土区2005年6月24日~10月16日的总辐射、分光辐射和分光反照率观测资料,利用总辐射和大气层顶太阳辐射的比值——日有效透射率T_eff,用聚类分析法将资料划分为晴天、多云和阴天三类天气,分析了该地区夏、秋季节总辐射、分光辐射比例和分光反照率的日变化和季节变化规律.结果表明,夏季总辐射与大气层顶的差值和日际变化幅度最大,秋季以后这种差值和日际变化幅度减小.天空状况对分光辐射比例和地表反照率均有影响,表现为近红外辐射比例晴天比阴天大,可见光比例晴天比阴天小,各波段反照率晴天均比阴天大.反照率在夏季最低,秋季较高,反照率的日变化有依存分光辐射比例的关系,这大致可以解释地表反照率依存太阳高度角而变化的现象.无积雪地面反照率近红外波段大于可见光波段,地表有积雪时,反照率明显不同,其可见光波段反照率大于近红外波段反照率.功率谱分析表明,日有效透射率T_eff存在着2~3 d的周期,它是该地区天气系统活动影响太阳辐射收入的一个反映,指示出唐古拉山地区天气系统亦有2~3 d的周期性.     

藏北高原多年冻土区地表反照率特征分析

利用青藏高原冰冻圈观测研究站西大滩、五道梁和唐古拉自动气象站(AWS)2006—2007年的辐射观测资料,分析了藏北高原多年冻土区不同下垫面的地表反照率特征.结果表明:该地区地表反照率在四季都表现出明显的日变化特征,呈U形,早晚大,中午小.日平均和月平均地表反照率有相同的年变化特征,且冬半年的地表反照率远远大于夏半年.受积雪的影响,地表反照率年均值较高,夏季最小,冬季最大,春季大于秋季.针对3种不同植被类型的下垫面,在四季反照率都有高寒草甸(唐古拉)高寒草原(西大滩)荒漠草原(五道梁)的特点.     

黑河流域地表反照率估算及其时空特征分析

基于不同空间尺度、长时间序列的地表反照率产品探究黑河流域2000—2012年的反照率时空变化特征。首先基于角度格网化(AB)算法对黑河流域30 m环境卫星一号HJ-1/CCD大气层顶方向反射率进行了地表反照率估算,作为高空间分辨率的地表反照率产品;选择同种算法计算的1 km空间分辨率的Global LAnd Surface Satellite(GLASS)反照率产品作为低空间分辨率反照率产品。结果表明:1利用AB算法反演的HJ卫星反照率具有较高精度,满足流域尺度反照率时空特征分析的精度要求;2黑河流域地表反照率空间分布差异显著,流域上游植被覆盖区域反照率较低,中下游荒漠地表反照率较高;3流域地表反照率的年内变化与季节性降雪和作物物候周期性变化一致。从季节变化角度,黑河流域反照率月平均值的年变化呈"U"字型,其中,冬季反照率最高,春季和秋季次之,夏季最低。从年际变化角度,黑河下游反照率呈上升趋势,上游和整个流域呈下降趋势。     

用GMS-5气象卫星遥测地面太阳总辐射

由GMS-5静止气象卫星测量的可见先通道的行星反照率。根据地球-大气系统的物理模式反演得到了地面的太阳辐射，该模式以平均气候模式和晴天的气溶胶光学厚度计算晴天的大气吸收、分子和气溶胶散射，其它情况下的散射由行星反照率和晴天的地表反照率推算而得。模式中考虑了水汽和气溶胶的变化对地表太阳辐射的影响。卫星反演的地表太阳辐射与地面观测结果的相关系数高达95%以上。日平均方差约为10％。从比较的结果来看。卫星反演的每时次地面太阳辐射的精度较已有的结果有所提高。     

青藏高原林芝与四川盆地温江地区晴天辐射和能量平衡特征

分析了2008年青藏高原林芝地区与四川盆地温江地区无降水条件下地表辐射、 湍流通量和地表反照率的日变化及月际变化特征, 并探讨了季风过程对其产生的影响.结果表明: 林芝与温江地区地表辐射和湍流通量都具有明显的日变化和月际变化周期, 季风期受云的影响, 日循环规律变得不是非常规则.季风对林芝地区地表能量分配影响极大, 季风前感热通量占主导地位, 季风期和季风后(夏、 秋节)潜热通量是净辐射的主要消耗项; 温江地区全年潜热在净辐射的分布中占主导地位, 感热通量的作用和土壤热通量相当. 林芝地区年平均地表反照率为0.21, 温江地区年平均仅为0.14; 季风前(3-5月)、 季风中(6-7月)和季风后(8-9月), 林芝地区的地表反照率分别为0.20、 0.19和0.20, 温江地区的地表反照率分别为0.13、 0.11和0.14.     

基于MODIS数据的青藏高原冰川反照率时空分布及变化研究

冰川反照率对冰川融化具有重要影响,以2000-2013年MODIS的MOD10A1逐日积雪反照率数据资料为基础,分析了青藏高原冰川反照率的时空分布及变化。结果表明：冰川年平均反照率变化范围是0.42（枪勇冰川）~0.75（PT5冰川）,其中夏季平均反照率变化范围是0.45（来古冰川）~0.69（东绒布冰川和古里雅冰川）。冰川反照率空间分布并没有明显的规律性,而冰川反照率的变化速率空间分布规律明显——南部较大往北减小,北部反照率出现增大现象。研究区内大部分冰川反照率呈波动降低的趋势,年平均反照率和夏季平均反照率变化速率最大值都出现在枪勇冰川,分别是-0.015 a^-1和-0.019 a^-1。木吉和木孜塔格冰川年平均和夏季平均冰川反照率都增大,木吉冰川是由于2012年的高反照率引起的,而木孜塔格冰川主要与该地区气温降低、降水增多有关。     

冰雪反照率研究进展

冰雪反照率在地气能量平衡中起重要作用,其大小取决于两个方面,即冰雪面的反射属性以及大气或天空的状况.因此,影响冰雪反照率的因素除其自身的物理属性如积雪粒径、密度、含水量、杂质和污化程度等外,云对冰雪反照率也产生影响,从而使冰雪的反照率呈现出日变化、季节变化和空间变化规律.最后,评述了利用数值模式及卫星遥感反演方法对冰雪反照率的相关研究进展.     

夏季消融期祁连山“七一”冰川反照率初步研究

根据2006年夏季"七一"冰川自动气象站和光谱仪的反照率资料, 分析了夏季"七一"冰川反照率的时、空变化特征. 结果表明: 夏季"七一"冰川反照率的日际变化受气温影响明显, 冰川上、下部位反照率差值动态变化并具有一定的日变化特征. 冰川表层积雪随着变质作用的增强, 其光谱反射率不断下降, 其中紫外和红橙光波段反照率降幅较大(尤其是紫外波段), 在紫蓝波段降幅相对较小. 晴天时, 雪面上紫外及可见光波段反照率日变化幅度要比在冰面上的变幅大, 日变化曲线在雪面时也不对称. 冰面上各波段反照率日变化较平缓, 曲线则都比较对称. 无论在雪面还是冰面, 近红外波段反照率日变化曲线均比较对称. 冰川上全波段反照率的日变化曲线形式趋同于可见光波段反照率的日变化曲线. 同时, 文中还初步分析了反照率和积雪密度, 积雪污化浓度之间的关系, 以及反照率变化对径流的影响.     

Study on the spatial and temporal variations of the surface albedo on Muz Taw Glacier,Sawir Mountains北大核心CSCD

冰川反照率时空变化特征研究对于评估冰川能量物质平衡及认识冰川消融过程至关重要。本文基于高空间分辨率的Landsat OLI影像和高时间分辨率的MOD10A1产品,并结合冰面反照率实测数据,开展了2011—2021年北疆萨吾尔山木斯岛冰川表面反照率的时空变化特征及其对冰川物质平衡影响的研究。结果表明:Landsat反演反照率和MOD10A1反照率与同期内冰面实测反照率的相关性分别为0.95和0.62,均显示木斯岛冰川表面反照率存在显著的时空变化特征;在空间尺度上,冰面反照率沿主流线整体随海拔升高呈增加趋势。但由于局部地形差异,反照率在海拔3 600 m以下区域随海拔升高出现下降趋势;在同一海拔处,反照率沿冰川两侧边缘向中部递增。2011—2021年,冰川年均反照率微弱增加,消融期内(5—8月)平均反照率与全年平均反照率的变化速率分别为0.0024 a-1和0.0017 a-1;逐月反照率具有显著的季节变化特征,6—8月冰面反照率较低(0.330),12月—次年2月冰面反照率较高(0.586);消融期内冰川消融区反照率下降幅度大于积累区。研究进一步表明,夏季(6—8月)平均反照率与冰川物质平衡存在显著的正相关(R=0.84,P<0.01),气温、固态降水、云量、太阳入射角、吸光性杂质等是影响冰川反照率变化的重要因素。该研究将对冰川消融过程和机理、能量物质平衡模拟等工作提供重要的基础支撑。     

土地利用变化对全球气候影响的研究进展与方法初探

综合分析了土地利用与土地覆盖变化（LUCC）对全球气候影响研究的重要科学问题和国内外研究现状,在此基础上,考虑各学科的相互交叉、渗透和耦合等特点,提出并初步设计了土地利用变化对全球气候影响研究的星地一体化LUCC—气候—生态系统耦合研究技术方法体系,并就土地利用变化对全球气候影响的LUCC演变规律及动力学机制、LUCC...     

基于TM/ETM+影像反演祁连山七一冰川反照率精度比较研究

冰川反照率是联系冰川与气候、 寒区水文过程的纽带, 也是制约分布式冰川能量-物质平衡模型发展的重要因子.冰雪反照率的变化会改变整个地气系统的能量收支平衡, 亦可引起局地以至全球的气候变化.利用Landsat TM/ETM+数据, 运用不同学者提出的窄波段转换宽波段的方程, 反演了祁连山七一冰川总短波段的反照率.把不同的转换方程得到反演值与实测值进行比较, 选择绝对误差最小的反演公式.结果表明: Duguay1992模型提出的方程能保证4景影像反演值与实测值的绝对误差在0.05范围内, 而气候模式输入的反照率产品要求绝对误差在0.05以内.运用该方程反演的反照率结果, 较其他方程要准确, 可为分布式冰川物质-能量平衡模型的构建提供更准确的参数数据.     

Unique desert caves as a valuable geological resource: first detailed geological heritage assessment of the Sannur Cave,Egypt

Arabian Journal of Geosciences - Surface albedo is a key parameter in earth energy budget and global climate change studies. In this aspect, variation in vegetation covers is one of the most...     

Modifications in vegetation cover and surface albedo during rapid urbanization: a case study from South China

The green vegetation fraction (GVF) and surface albedo are important land surface parameters often used for validation of climate and land surface models that are influenced largely by environmental gradients and human activities. In this study, fine resolution GVF and albedo values derived from Landsat Thematic Mapper/Enhanced Thematic Mapper Plus images from 1990 to 2000 were used to examine the relationship of both GVF and albedo values to the spatial gradients of parameters related to dramatic urbanization in the Greater Guangzhou metropolitan area, Guangdong Province, in South China. Moderate resolution GVF and albedo datasets derived from the MODIS Collection 5 product were used to analyze the seasonal variation of GVF and albedo with rapid urban expansion from 2001 to 2007. The results show that the shortwave albedo had a clear declining trend from the urban center to natural land in 1990. However, no obvious trend in shortwave albedo change was observed along urban–rural gradients caused by the expansion of low-albedo urban buildings and more heterogeneous land cover patterns in 2000. A threshold of GVF (~0.21) was estimated for determining the change of albedo associated with vegetation fraction. Vegetation cover modified by urban expansion changed surface reflectance and influenced the surface energy balance. It is suggested that a large portion of energy absorbed in an urban area is likely to be converted to thermal energy that heating up is near the surface and emitted as longwave radiation.     

基于星载GNSS-R获取川藏交通廊道沿线地表土壤湿度

地表土壤湿度影响着陆-气能量交换和水循环,是泥石流、冻土冻融等灾害的重要因子,获取川藏交通廊道沿线地区土壤湿度有助于研究铁路沿线气候变化和冰冻圈灾害风险.基于CYGNSS(cyclone global navigation satellite system)星载GNSS-R(global navigation satellite system reflectometry)信号,结合土地覆盖分类、归一化差分植被指数NDVI(normalized differential vegetation index)和粗糙度等地表土壤湿度影响因子,利用人工神经网络方法建立了地表土壤湿度多参数反演模型,生成了2018—2019年连续两年的川藏交通廊道沿线地区36 km空间分辨率的地表土壤湿度日产品.经土壤水分主被动探测卫星数据检验,生成的地表土壤湿度相关系数R为0.8,均方根误差RMSE(root mean square error)为0.032 cm3/cm3,偏差Bias为0.014 cm3/cm3,可为川藏交通廊道沿线气候变化和地表灾害研究提供高连续性和可靠性的数据.      

Driving forces behind land use and cover change in the Qinghai-Tibetan Plateau: a case study of the source region of the Yellow River,Qinghai Province,China

Research on land use and cover change (LUCC) is an important aspect of the study of global change or global warming. The Qinghai-Tibetan Plateau is a good place to study global change because of its unique natural conditions, so we chose the source region of China’s Yellow River for a case study of the driving forces behind LUCC. We used Landsat images obtained in 1989, 2000, and 2005 to establish databases of land use and cover at these times. We then derived LUCC information by overlaying these layers using GIS software. By studying the processes responsible for LUCC, we analyzed the driving forces, which included climatic change, human activities, animal and insect damage, and the influences of government policies. During the 16-year study period, LUCC occurred slowly in response to two groups of processes: natural and anthropogenic. The main driving forces included climate change (the region is becoming drier and warmer), human activities (especially overgrazing), and animal and insect damage. Although political measures such as key national projects to improve the ecological environment could help to restore the region’s vegetation and slow desertification, the region’s fragile ecosystems and harsh natural conditions will make it extremely difficult to rehabilitate the eco-environment.     

The responses of evapotranspiration due to changes of LUCC under seawater intrusion in a coastal region

The paper provides a coherent pattern identification analysis of the impacts of coastal land use and land cover (LULC) on evapotranspiration (ET) under the impact of seawater intrusion. The study applied the Landsat satellite data to characterize the LULC at Laizhou Bay, Shandong Province, China. Then, the ET and heat fluxes were estimated using the surface energy balance algorithm for land model with two-time phase thermal infrared band images and regional surface parameters. This allowed for the eventual linkage of seawater intrusion to land use/cover changes (LUCC) and ET variations over time. The case study discussed in this paper carried out a coastal landscape dynamics assessment using multi-source and multi-sensor remote sensing technologies. The results are: (1) due to its distance from the sea, the vegetation index (modified soil-adjusted vegetation index, MSAVI) gradually increases with the gradual increase of land use grade (Uindex); (2) there are a variety of types of relational patterns between parameters (LST, G_n, MSAVI, and Uindex) and ET (positive, negative, and no relationship); and (3) seawater intrusion significantly affected the spatial pattern of LUCC, which evidently affected the spatial distribution of ET. The spatial distribution pattern and change characteristics of ET were formed by double driving forces of seawater intrusion and LUCC under the background effects of regional climate.     

天山乌鲁木齐河源1号冰川消融期反照率特征

消融期冰川反照率特征研究对于深入理解冰川消融过程及其对气候变化的响应机理具有重要意义。利用Landsat卫星影像反演反照率数据,MODIS逐日反照率产品数据以及野外观测反照率数据,分析了天山乌鲁木齐河源1号冰川2016年消融期（5—8月）反照率时空变化特征。研究表明：消融早期,冰川反照率空间变化不明显;消融中后期,总体上呈现随海拔的升高而增大的趋势,在平衡线附近增速最快。消融期冰川反照率整体呈下降趋势,而且在6—7月份变化最为剧烈。平衡线附近反照率时间变化尤其显著,积累区次之,消融区最弱。冰川反照率的时空变化主要由冰面特征决定。气温和固态降水是其驱动因素。冰川反照率随气温的升高而降低,但固态降水会打破其随气温的变化趋势,引起反照率的增加。污化物显著降低冰面反照率,尤其在可见光波段（380~760 nm）。此外,即使冰面特征相对均一,反照率还呈现随太阳入射角的增大而增大的趋势,主要由冰川局部地形（坡度与坡向）差异所致。     

青藏高原及周边冰川区表碛影响研究进展北大核心CSCD

青藏高原及周边冰川区表碛分布十分广泛,其通过地-气-能-水交换、反照率变化等影响冰川消融及空间特征,导致表碛覆盖型冰川物质平衡响应机制、水文效应及其致灾过程不同于无表碛覆盖型冰川。本文在系统梳理青藏高原及周边冰川区表碛空间分布特征的基础上,综合分析了表碛对冰川区消融、物质平衡和水文过程的影响及其对气候的响应过程,并系统分析了表碛影响观测与模拟的研究进展。目前不同尺度冰川物质平衡和径流模型对表碛影响的考虑依然不足,导致应用现有模型开展表碛分布及动态变化和评估气候变化条件下表碛影响面临诸多挑战。展望未来,深入认识气候-冰川-表碛系统相互作用与反馈机制,发展考虑多物理过程的冰川-表碛系统协同演化的动态模型,预估气候变化驱动下的冰川区表碛动态影响及趋势,进而服务于区域社会经济发展和“绿色丝绸之路”建设。     

沙尘气溶胶与气候变化

沙尘气溶胶通过吸收和散射太阳辐射与长波辐射影响地球辐射收支和能量平衡,从而影响气候变化。另一方面,气候变化,土地利用、沙漠化和城市化等人类活动都是可能导致大气中矿物沙尘气溶胶的改变。沙尘气溶胶在全球及区域尺度气候和环境变化中起着十分重要的作用。