基于TM数据的湿地变化分析—以磴口县为例

利用2001、2006、2010年的TM遥感图像,采用目视解译的方法对磴口县湿地面积进行提取,结合气象数据,并对其变化进行分析。结果表明,2000—2010年,磴口县年降水呈现不及30a(1981—2010年)平均值的年份明显偏多,7—8月平均气温逐年上升;除内陆滩涂面积有所减少外,河流水体、湖泊坑塘水体以及湿地植被面积都有不同程度的增加,变化速率分别为2.06%、0.85%和4.65%,以湿地植被面积增加最为迅速。     

1988—2018年那曲市其香错水域面积变化及原因分析

基于Landsat卫星遥感数据,采用水体指数法和相关分析法,分析1988—2018年那曲市双湖县其香错湖泊水域面积变化及原因。结果表明：该湖泊近31 a内水域面积呈显著增长趋势（R²=0.88,P < 0.001）,31 a内增长了33.37 km²,增长率为18.03%;从空间上分析,其香错在近31 a内湖泊面积不断向四周扩展,其中在东、西方向和北部变化尤为显著。湖泊所在区域年平均气温呈增加趋势,蒸发量显著减小,冻土深度也明显减小。在上述因素的共同作用下,引起湖泊补给水源的增加和湖泊水容量的增大,最终导致湖泊面积持续上涨。     

大兴安岭呼中林区5月火险等级变化趋势分析

基于大兴安岭呼中国家气象观测站资料和第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）历史模拟试验数据、中等发展情景预估数据,采用线性趋势分析、对比分析等方法,研究了1974—2020年呼中5月平均气温、降水量、平均风速及火险等级变化特征及其2021—2100年演变趋势。结果表明：1974—2020年呼中林区5月平均气温、降水量以及平均风速的变化速率分别为031 ℃/10 a、102%/10 a、-017(m/s)/10 a,在此背景下,火险等级为减小趋势,火险等级指数变化速率为-504/10 a。预估2021—2100年呼中林区5月整体上仍维持平均气温升高、降水量增加、平均风速减小趋势,在此情景下,火险等级为减小趋势;从年代际变化来看,2020年代、2030年代、2060年代火险等级偏高, 其它年代火险等级偏低。     

基于卫星遥感的洞庭湖水体面积变化及与水文的相关性

该文利用2006-2020年洞庭湖水体遥感面积及水文资料,对洞庭湖水体面积变化特征及其与水文的相关性进行了探讨。结果表明洞庭湖水体面积离散程度较高且变幅大。岳阳市、益阳市、常德市水体面积分别占洞庭湖水体面积的68.62%、25.77%、5.61%。其中位于岳阳市的岳阳县、湘阴县、位于益阳市的沅江市水体面积分别占洞庭湖水体面积的34.89%、17.35%、23.52%。占比越大的县市水体面积与洞庭湖水体面积相关性越大。洞庭湖水体面积与城陵矶水位的相关性高于常德、益阳水位。2010-2020年洞庭湖水体年最大面积显著增大。洞庭湖水体面积与城陵矶水位4阶多项式曲线拟合相关性最优。此外,不同的卫星/仪器、算法、分辨率以及天气条件对洞庭湖水体面积会产生一定的影响,洞庭湖区强降水对洞庭湖水体面积影响较大。     

滨海城市化地区热岛效应的遥感分析研究——以防城港为例

为研究防城港市热岛效应的时空变化特征及其驱动因素,设置热场强度、热岛比例指数及热岛强度3个评价指标,选用2001,2008,2015及2009年遥感数据分别进行热岛效应年际变化和季节变化分析;利用气象站数据对遥感结果进行验证;同时,从城市下垫面的组成、城市建成区面积变化以及社会经济数据等方面对热岛效应的驱动因素进行分析,研究结果表明:(1)防城港市热场强度呈逐年递增的趋势,港口区强热岛区增幅最快,年均增长率达到26.72%;(2)城市热岛比例指数逐年递增,东兴市最高,达到0.32;(3)防城港市热岛效应季节变化明显,冬春季最弱,秋季最强;(4)城市绿地和水体对城市热岛效应具有明显的降温作用。上述研究成果可为防城港市创建全国园林城市提供科学合理的建议。     

300 hPa北极涡年际及年代际变化特征的研究

利用NCEP/NCAR 1949—2002年月平均再分析高度场资料,通过线性倾向估计、二项式系数加权平均、Morlet小波分析等诊断方法,系统地讨论了300 hPa北半球极涡面积、强度及中心位置的年际和年代际变化特征,结果表明:(1)年平均北极涡的面积在20世纪70年代中期之前在总的上升趋势中有几次较小的波动,之后在总体下降趋势中有几次较大的起伏;Ⅰ、Ⅱ区的线性变化趋势非常小,Ⅳ区最大,夏季的年际变化相对明显一些,秋季变化最弱,各季节均有线性收缩趋势,冬季幅度最大,秋季最小。(2)年平均极涡强度的年际、年代际变化特征与极涡面积有相似之处,但不同年份存在显著差异;各分区的强度变化与北半球类似(特别是Ⅰ区);夏季的年际变化幅度最大,春、夏季年代际变化的特征明显,秋季最弱。(3)北极涡中心位置通常并不在北极点,各分区极涡总面积所占的百分比有明显差异,且有月际变化,这些差异与海陆热力差异造成的环流的差异密切相关;极涡的主要位置有一定的年际、年代际变化特征;极涡中心位置主要偏向亚洲大陆及太平洋一侧。     

基于MODIS数据的甘肃主要水库水体面积变化特征

掌握甘肃主要水库的水体面积变化规律,对"甘肃省国家生态安全屏障综合试验区"建设具有重要参考意义。基于2000—2014年MODIS的8 d合成地表反射率产品MOD09资料,利用WI1水体指数,对甘肃四大水库双塔、昌马、红崖山和刘家峡的水体面积进行监测,并与兰州区域气候中心实时接收的卫星资料目视解译结果进行对比、建立相关关系,进而对上述水库水体面积变化状况进行研究。结果表明:甘肃四大水库8 d合成产品MOD09反演的水体与卫星实时资料目视解译结果均具有很好的相关性,且变化趋势较一致,MOD09产品反演结果能够反映水体实时变化状况,可用于水库水体面积的变化特征研究。近10 a多,甘肃四大水库水体面积表现出春季或秋季较大、夏季最小的年内分布特征,各水库水体面积的年际变化趋势较复杂,疏勒河上的昌马和双塔水库春、夏、秋三季水体面积的年际变化趋势不明显,而红崖山和刘家峡水库水体面积均呈波动增加趋势,这对甘肃中西部农业灌溉极为有利。     

1973~2020年西藏昂拉仁错流域湖泊及东部冰川对气候变化的响应

选取多种卫星探测数据和站点观测资料,利用ENVI和ArcGIS软件提取湖泊和冰川面积信息,分析1973~2020年青藏高原西部昂拉仁错和仁青休布错两大湖泊与东部隆格尔山脉冰川的时空演变特征及其与气象要素的关系。结果表明:近48a,昂拉仁错湖面面积总体上趋于萎缩,2000年之前呈显著减少趋势,2000~2010年呈增加趋势,2010年之后呈弱增加趋势;仁青休布错湖面面积总体上略有扩张,1993年之前呈减少趋势,1993年之后呈增加趋势;隆格尔山脉冰川总体上显著退缩,2000年之前的消融速度较2000年之后的更快;隆格尔山脉冰川面积变化在不同海拔高度存在差异,5500~6000m的冰川面积呈显著减少趋势,6000~6500m的冰川面积呈增长趋势,6500m以上的冰川面积基本不变;昂拉仁错湖面面积与降水量的相关性最好,与气温次之;仁青休布错湖面面积与地温和气温的相关性最好,与蒸发量次之;隆格尔山脉冰川面积则与蒸发量的相关性最好。      

苏北大型湖泊水域的EOS/MODIS遥感监测

为了从宏观上了解江苏省境内主要湖泊水体的动态变化及原因,并为有关部门指挥防洪抗旱和治理水环境提供准确的决策依据,利用2005年夏季多景EOS/MODIS卫星遥感影像数据,对入夏以来苏北地区主要湖泊水域——骆马湖、洪泽湖、高邮湖(含邵伯湖)进行了卫星遥感动态监测,生成3通道合成彩色图像,运用阈值法提取湖泊及其周边水域的水体边界,并计算水体面积。最后从气象因素对湖泊的水体面积变化进行了分析。遥感图像与面积统计数据直观地反映出,2005年入夏以来苏北各大湖泊水域的水体面积随着前期干旱和其后大量降水的发生而出现比较明显的减小和增加,可见一段时期内的日照时数、降水量等气象因子会对湖泊及周边水域的面积增减产生很大影响。     

昆明城市热岛效应变化特征研究

利用昆明周边多个自动气象站观测的2004~2012年温度序列,研究了昆明城市热岛效应的日、季节和年际变化特征,并分析了昆明城市热岛水平分布和变化趋势。昆明城市热岛强度具有明显的日变化,夜间较强,白天较弱。城市热岛强度一般在早上08:00(北京时间,下同)达到最大值,在午后14:00减弱或消失。城市热岛强度在冬季最强,春、秋季次之,夏季最弱。昆明城市热岛强度多年平均值为1.27°C,在2004~2009年期间表现为逐年递减的趋势,其年际变化的主要影响因子是云量。2004~2007年昆明城市热岛中心主要分布在主城区。2008年以后,由于中小城镇经济和人口的迅速发展,昆明城市热岛面积不断扩大,并出现热岛中心向呈贡、石林一带偏移的现象。     

基于长时序遥感监测的阿克苏河流域平原水库变化研究

通过水库调配、统筹兼顾生产用水和生态用水，对干旱区社会经济发展、区域环境改善及生态系统稳定意义重大。阿克苏河作为塔里木河中下游生态输水的最大补给源，其流域内的水库在维护塔里木河下游农业和生态安全稳定方面发挥着重要作用。基于EOS/MODIS卫星遥感数据，建立了长时序的水库面积遥感监测数据库，分析了2009—2020 年阿克苏河流域内的三个主要大型平原水库水域面积的动态变化，探究水库面积的年内和年际变化规律，结合人类活动和气象数据进行分析，结果表明:阿克苏河流域3 座平原水库年内面积总体呈现“前高-中低-后高”的走势，由减少趋势向增多趋势转变的时间“拐点”出现在8 月，主要与当地农业灌溉用水密切相关；同一水库月内面积变化较大，因用水需求较大，月最小面积在3—7 月变化剧烈；上游水库面积年际间逐年减少，胜利水库面积总体逐年增加；耕地面积的扩充尤其是水浇地的增加，增大了用水需求，生产用水与生态用水的竞争性用水需求加大；蒸发对平原水库有影响作用，使得水库周边局地湿度增加，局地生态改善。     

基于TM影像的西藏当惹雍错湖面积变化及可能成因

根据1999—2004年及2008、2009年的TM卫星遥感资料和离湖泊较近的西藏申扎、改则两县1999—2009年气温、降水量、蒸发量资料,利用ARCGIS、ARCVIEW、ENVI等遥感、地理信息系统和数据统计处理软件分析了西藏当惹雍错湖面积变化。结果表明,西藏当惹雍错湖面积在近11年内呈较显著的扩大趋势,湖泊面积11年内增长了15.04km2,增长率为1.8%;湖泊面积在东南部区域有明显的扩大。湖泊面积变化原因分析表明,湖区气温持续升高引起流域内冰川和永久积雪的加速融化和降水量不断增大是湖泊面积增长的原因。     

华南春季降水及其季节内振荡强度的年代际变化特征

利用NCEP和中国台站资料,探讨了华南春季降水和降水季节内振荡(Intraseasonal oscillation,ISO)强度的年代际变化特征。经验正交函数EOF分析结果显示,第一模态显示全国春季降水量以及降水ISO强度较大区域均分布在华南地区。两者间的相关关系比较显著,分别经历了3段年代际变化,即1958—1973年偏少(偏弱)、1974—1990年偏多(偏强)以及1991—2007年偏少(偏弱)。并且,强降水和强降水ISO事件天数和强度也经历了偏少(偏弱)、偏多(偏强)和偏少(偏弱)的变化。但强降水ISO事件天数和强度占总强降水的比率呈现减少的趋势。在不同的年代,大气环流和海温异常对降水和降水ISO强度的变化起了主要作用,但其中的作用又各有不同。在1958—1973年,周边海温、北太平洋年代际振荡(PDO)与大气环流起了共同作用;在1974—1990年,周边海温影响不大,PDO和大气环流起了主要作用;在1991—2007年,PDO和大气环流的相互配置抑制了周边海温的影响。     

基于MODIS的贵阳城市热岛时空特征分析

为揭示贵阳市城市热岛效应时空变化规律,利用2003—2019年的MODIS地表温度产品(MYD11A2),获取贵阳市长时间序列地表温度,结合3S技术对地表温度进行局地热岛强度计算,划分城市热岛强度等级,并从年代际、年际、季节变化以及日时间尺度对贵阳市城市热岛变化的分布特征及其演变规律进行分析。结果表明:(1)2003—2019年贵阳市城市热岛效应总体呈增强趋势,且在2012年发生突变现象,此后热岛效应更加显著,出现强热岛区,中热岛以上区域面积扩大;(2)贵阳市2003、2004、2005、2008年为热岛强度偏弱年,2016—2019年为热岛强度偏强年,偏弱年和偏强年热岛强度空间分布与突变前后相似,热岛区面积比例整体变化不大,偏强年除弱热岛区面积比例变小外,其他各热岛等级面积均增加;(3)贵阳市城市热岛效应夏季最强,其次是春季和冬季,秋季最弱。就空间分布而言,贵阳市城市热岛区在秋、冬季分布较分散,而在春、夏季分布较为集中;(4)城市热岛区主要集中在主城区,夜晚相比于白天分布更为集中,且热岛效应夜晚强于白天。     

喜马拉雅山区1951—2010年气候变化事实分析

选择喜马拉雅山南北两侧有代表性的13个气象站1951—2010年的气温、降水资料,分析这些台站气候变化总体趋势、年代际变化及突变特征,结果表明：1961—2010年整个喜马拉雅山区的气温总体呈显著上升趋势,平均升温速率为0.38℃/10a。1970—1990年代升温在加速,2000年代升温速率则有所放缓。中段地区各站在2000年左右发生一次显著的升温突变,而西段和东段虽都出现升温突变,但出现的时间差异较大。1971—2010年喜马拉雅山区的降水在西段呈减少趋势,中段、东段大致呈现出微弱增加趋势,但总体变化趋势不明显。降水的年代际变化也表现为1970—1990年代略有增加,2000年代则有所减少。降水突变在西段以减少为主,在中段和东段以增加为主,但各站发生突变的年代很不一致。     

我国东南部地区青枣种植的热量条件分析

根据前人研究成果,选取≥10 ℃活动积温、年平均气温、冬季日平均气温≤8 ℃的天数、≤-2 ℃的积寒指数作为青枣种植的热量条件指标。利用广东、广西、福建的241个气象台站30 a（1981—2010年）的逐日气象观测资料,对青枣种植的热量条件进行年际、年代际分析,并应用ArcGIS的空间插值方法推算各指标的年代际空间分布。分析结果表明,21世纪以来,≥10 ℃活动积温≥6 500 ℃·d的面积较1980年代、1990年代分别增加8.77%、4.05%;年平均气温≥18 ℃的面积较1980年代、1990年代分别增加8.89%、4.69%,种植北界有所北移;适宜青枣生长的热量明显增加。冬季寒害严重影响的趋势较1990年代有所减轻,但≤-2 ℃有害积寒0~5 ℃·d的面积较1980年代、1990年代分别增加1.42%、2.78%,且影响区域约占研究区面积的85%;冬季日平均气温≤8 ℃的天数呈减少趋势,但≤-2 ℃的有害积寒、总天数年际波动性变化较大,冬季日平均气温≤8 ℃的天数、≤-2 ℃的积寒指数极大值均出现在福建宁德地区。因此,广东、广西大部地区热条件均适宜青枣种植,但在两广北部、福建仍有遭受严重寒害的可能,应该在具备防寒措施的区域种植。      

热带西北太平洋10~30 d振荡对南海夏季风影响

采用1958—2011年NCEP/NCAR再分析资料以及ERSST海温资料,分析热带西太平洋夏季对流10~30 d振荡对南海夏季风的影响。在年际变化尺度上,热带西北太平洋夏季10~30 d振荡强度指数 (TWPI) 与南海夏季风强度有很好的正相关关系。在TWPI增强年份,海温主要呈El Ni?o分布,南海周边区域增强的异常西风产生强的正涡度切变,导致异常气旋性环流,为季风槽的增强提供了热量和水汽,从而增强南海夏季风强度。反之,在TWPI减弱年份,海温主要呈La Ni?a分布,南海夏季风强度减弱。在不同的年代际背景下,垂直切变和水汽-对流的总体变化是影响TWPI总体变化的重要因子,但不能影响南海夏季风强度的总体变化。海陆热力对比的总体变化是导致南海夏季风强度总体变化的主要影响因素。     

1989~2009年西藏多庆错湖泊面积变化分析研究

根据1989、2000~2002、2007、2009年TM卫星遥感影像和1989~2009年气象数据分析：近20年来,西藏多庆错湖水面积呈显著的减小趋势,20年内减小了28.4km2;湖泊所在的帕里站年平均气温呈显著的升高趋势,年降水量呈减小趋势。分析湖泊面积变化的原因,降水量减少和气温升高使冰雪加速融化,导致湖泊补给水源不足是湖泊面积萎缩的主要原因。     

基于两种分布的勉县年最大日降水量重现期估算

2021年8月22日勉县遭遇极端降水事件,日降水量高达2379 mm,灾害十分严重。统计分析1959—2021年勉县历史逐年最大日降水量特点,采用皮尔逊Ⅲ型（简称P-Ⅲ型）曲线分布和耿贝尔极值分布方法推算重现期及降水量,并将两者进行比较,对2021年8月22日极端大暴雨进行重现期估算。结果表明：勉县年最大日降水年际变化明显,2008年以来变率增大且有更极端的趋势;基于P-Ⅲ型曲线分布和耿贝尔极值分布的1959—2020年最大日降水积累概率拟合效果均较好,但耿贝尔极值分布对年最大日降水量的拟合优于P-Ⅲ型分布;应用耿贝尔极值分布推算勉县极值降水,100 a一遇的日降水量为1547 mm,2021年8月22日降水量2379 mm的重现期为4 88133 a。增加2021年最大日降水量进入样本序列重新构建耿贝尔极值分布函数,推算日降水量2379 mm的重现期为70735 a,100 a一遇的估算降水量为1834 mm,重现期及降水量估算变化均较大,说明超极端降水和样本长度对重现期的推算影响较大。     

西南地区1971—2012年干旱变化特征分析

利用西南地区378个气象观测站1971—2012年逐月降水量和气温资料,计算标准化降水蒸散指数（SPEI）,分析西南地区干旱气候及气候变化特征,结果表明：1971—2012年西南地区干旱强度中部最高,西部次之,东部最低;干旱强度增强,中部地区干旱强度增强最为显著,东部地区干旱强度增强趋势明显强于西部地区;干旱面积明显增大,干旱面积比率线性趋势率为（47%）/10 a,2000年以后该地区干旱发生范围增大最为明显;干旱持续时间中西部长、东部短,随时间变化呈明显上升趋势,中部地区增长最明显,东部次之,而北部减少。总之1971—2012年西南地区干旱强度增强,干旱面积增大,持续时间增长,中部地区干旱化最为明显,其次为东部地区。