水稻总叶龄模拟研究

以水稻的生物学特性为依据,利用田间试验实测资料,经过统计分析,确立了水稻总叶龄与环境变量之间的相关关系,建立了不同品种种水稻的总叶龄模拟模式,发现日长是影响水稻总叶龄的主要因素,其次是温度。     

中红外和热红外在测算水稻种植面积上的应用

在利用ＡＶＨＲＲ数据测算水稻种值面积中,对ＡＶＨＲＲ各通道数据进行统计特征分析和影象线性拉伸处理,发现其中红外（ＣＨ３）和热红外（ＣＨ４）通道信息量丰富,且在中红外和热红外拉伸影象上存在稻田的这温较旱地低－“稻区低温”现象。因此,在测算水稻种植面积时,半加了第３、４两通道－中红外和热红外通道。实际应用证明：增加两红外通道非常有助于水稻鉴别。     

上海城市集群化发展显著增强局地高温热浪事件

上海作为中国城市集群化发展的典型代表,经过30余年圈层式、集群化扩张,城市建设用地面积比例高达47.9%,接近50%的生态阈值。城市群快速扩张诱发了一个以徐家汇为中心覆盖周边40 km的区域性热岛,影响高温热浪的时空分布。基于DMSP/OLS遥感夜间灯光数据构建的城市发展指数,客观地反映出1992—2013年上海西郊嘉定、青浦和东郊的浦东集群化发展特征最凸出。利用Chow检验最优分段建模法,研究发现高温热浪期间城市群热岛突变转折与区县城市发展指数超过60%的年份相对应。城市发展指数超过60%后,近郊城市继续扩张将缩小城、郊气象站的温差,诱发更大范围热岛,增强高温热浪。1977—2000年近郊区县城市发展指数低于60%,高温热浪各要素项城郊差值显著上升,而2000年西郊城市发展指数超过60%后,和市中心差值减小,快速城市化明显增强西郊高温热浪强度和持续时间。1978年以来上海西郊与远郊高温日数差值增加了1.6倍,平均气温差值增加了34.4%,平均最高气温差值增加了41.7%。高温热浪期间遥感数据显示,向西郊伸展的城市群地表温度高值区规模扩大了32.8%,是西郊高温热浪增强的驱动因子。     

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。     

基于分布式模型模拟的茶树种植适宜性区划

茶树种植适宜性区划研究可为浙江茶产业良好发展和优化布局提供理论依据。从气候、土壤、地形3类影响因子中选出10个因子对浙江省的茶树种植适宜性进行区划研究。其中,气候因子5个,分别为年平均气温、≥10℃活动积温、年降雨量、生长季平均相对湿度和年日照时数,这5个因子通过主成分分析筛选确定;土壤因子2个,即:土壤质地和土壤p H值;地形因子3个,即:海拔高度、坡度和坡向。考虑到浙江省地形复杂多样的实际情况,对所有气候因子采用分布式模型实现其空间分布精细化模拟。利用层次分析法确定各因子权重系数,采用加权求和法建立茶树种植综合区划评估模型。结合各种因子适宜性等级量化指标,最终获得茶树种植适宜性综合评价得分的空间分布。基于土地利用现状,屏蔽水域、城镇居民用地等不适宜种植区,将浙江分为适宜、较适宜和不适宜3个种植区。结果表明,浙江茶树种植各指标适宜性以气候适宜性最佳,地形适宜性次之,土壤适宜性最差。浙江茶树适宜区占参评面积(除去屏蔽区域)的45.51%,该区海拔、热量等自然资源充分满足茶树生长;较适宜区占47.05%,该区主要分布在平原地带或中高海拔地区;不适宜区占7.44%,主要分布在高山区,热量资源不足。     

降水时空变化对中国南方强酸雨分布的影响

利用SCIAMACHY、GOME 卫星资料反演的SO₂、NO₂ 柱浓度和中国重点城市SO₂ 排 放量数据分析了中国酸雨前体物时空分布特征, 并结合气象观测资料探讨了在降水分布出现 气候学时空尺度调整的背景下, 降水长期变化对强酸雨分布的影响。结果表明: (1) 中国南方 地区NO₂、SO₂ 排放量相对于降水的冲刷能力而言仍然处于较高的水平, 为强酸雨的形成提 供了充足的污染物条件。(2) 1993-2004 年间, 以1999 年为转折期, 中国南方强酸雨分布形势 经历了一个由强到弱到再次增强的过程。1999 年后, 西南强酸雨区强酸雨城市比例持续下 降, 江南强酸雨区强酸雨城市比例迅速增加, 强酸雨东移扩大趋势明显。(3) 中国南方强酸雨 区的空间分布与1961-2006 年冬夏季降水量线性增减速率超过10 mm/10a 的地区一致。以季 节降水量线性增减速率超过10 mm/10a 为界, 将江南及西南强酸雨区各季节降水量做线性趋 势和突变分析, 发现江南地区冬夏季降水量在1999 年出现增减趋势转换, 与强酸雨城市比例 转折的时间一致。其中, 1991-1999 年江南强酸雨区冬季降水减少, 夏季暴雨显著增加, 有利 于酸雨缓解, 强酸雨范围缩小; 而2000-2006 年, 冬季降水处于偏多时期, 夏季降水却相对 偏少, 强酸雨覆盖范围扩大。西南强酸雨区春秋季降水量在1990 年后持续减少, 导致春秋季 降水占年降水量比例下降, 使得年降水pH 值升高, 强酸雨形势得到缓解。     

浙江省高分辨率太阳直接辐射图的计算和绘制

以综合考虑天空因素和地面因素的起伏地形下太阳直接辐射分布式模型为基础,采用1∶25万高分辨率数字高程模型（DEM）数据和气象站观测资料,计算了100 m×100 m分辨率的浙江省气候平均月太阳直接辐射以及年直接辐射的精细分布,并分析了起伏地形下浙江省太阳直接辐射的逐月变化规律。结果表明：浙江省太阳直接辐射量以7、8月份最高,1、2月份最低,全省气候平均年太阳直接辐射量为2 083 MJ/m²;地形因子对起伏地形下浙江省太阳直接辐射的影响程度具有随季节变化的特性;局地地形对太阳直接辐射的影响程度随季节而变,在冬半年,太阳高度角较低的季节,局地地形的影响较为显著。     

陆面实际蒸散研究

从能量平衡方程和热传导方程出发,引进"相对蒸散"和"相对干燥力",建立了用常规气象资料估算实际蒸散的理论模式。该模式避免了计算实际蒸散需首先计算可能蒸散这一过程,从而解决了由于采用不同的"可能蒸散"估算方法带来的误差。利用近30年的水文、气象等资料,在全国选择了九个有代表性的流域。对流域年实际蒸散量的模拟结果显示,除黄河流域部分年份外,可以将陆面年实际蒸散量的估算误差控制在10%以内。     

基于遥感数据的江苏省水稻收获期时空分析研究

本研究基于2001—2020年中分辨率成像光谱仪遥感产品,使用谐波分析重建完整作物生长过程植被指数变化曲线,对江苏省范围内水稻种植区域的收获期进行提取。同时利用Sen趋势分析与相关分析方法,研究水稻收获期时空动态变化趋势与影响因子。结果表明:利用谐波分析方法能够较好地重建作物生长期生理参数变化曲线,滤波值与原始值线性相关系数达到0.8;水稻收获期分布在9月中旬到12月上旬之间,2010年之后,10月中下旬之后占比增加,达到50%以上;部分地区水稻收获期呈现延迟趋势,南京北部、扬州、盐城北部地区为3 d·a^-1及以上,泰州、南通等地区保持稳定,趋势绝对值低于1 d·a^-1;9—11月降水日数与降水量均对水稻收获期有影响,10月降水量与收获期存在负相关,10、11月降水日数与收获期存在正相关。本研究的基于遥感的水稻收获期提取方法为大范围的水稻农业物候信息提取提供参考。     

近50年中国蒸发皿蒸发量变化

Trends in pan evaporation are widely relevant to the hydrological community as indicators of hydrological and climate change. Pan evaporation has been decreasing in the past few decades over many large areas with differing climates globally. This study analyzes pan evaporation data from 671 stations in China over the past 50 years in order to reveal the trends of it and the corresponding trend attribution. Mann-Kendall test shows a significant declining trend in pan evaporation for most stations, with an average decrease of 17.2 mm/10a in China as a whole, the rate of decline was the steepest in the humid region (29.7 mm/10a), and was 17.6 mm/10a and 5.5 mm/10a in the semi-humid/semi-arid region and arid region, respectively. Complete correlation coefficients of pan evaporation with 7 climate factors were computed, and decreases in diurnal temperature range (DTR), SD (sunshine duration) and wind speed were found to be the main attributing factors in the pan evaporation declines. Decrease in DTR and SD may relate to the increase of clouds and aerosol as well as the other pollutants, and decrease in wind speed to weakening of the Asian winter and summer monsoons under global climate warming.