基于小波的浙江省NDVI与自然—人文因子多尺度空间关联分析

对地表植被的空间分布格局及其与自然、人文因子间的关系开展综合的、多尺度的定量分析,这是全球气候变化背景下土地利用与覆被研究中的一项重要内容。以地处亚热带湿润季风区的浙江省为研究区,设置了东西向(样线A)和北南向(样线B)两条样线,并应用小波分析方法对研究区NDVI、高程、坡度和土地利用强度等因子的尺度特征以及这些因子间的多尺度相关关系进行了分析。结果表明:1研究区内,NDVI、高程、坡度及土地利用强度的空间分布格局存在四个尺度域;2上述因子在样线A及样线B上的空间分布分别存在两个主要特征尺度,其中东西向(样线A)上的特征尺度为40 km和80 km,北南向(样线B)上主要的特征尺度为30 km和50 km;3在较大尺度域(8 km以上),土地利用强度是影响NDVI空间分布的最主要因素,而在小尺度域(0~8 km),坡度和高程因子成为影响NDVI分布的主要因子。研究还认为,小波分析方法为识别地理要素空间分布的特征尺度、量测要素间任意尺度、任意位置上的相干关系,提供了方便的工具。     

Acidity of Aerosols during Winter Heavy Haze Events in Beijing and Gucheng,China

We investigated the acidity and concentrations of water-soluble ions in PM_(2.5) aerosol samples collected from an urban site in Beijing and a rural site in Gucheng, Hebei Province from November 2016 to January 2017 to gain an insight into the formation of secondary inorganic species. The average SO_4~(2–), NO_3~–, and NH_4~+ concentrations were 8.3,12.5, and 14.1 μg m~(–3), respectively, at the urban site and 14.0, 14.2, and 24.2 μg m~(–3), respectively, at the rural site.The nitrogen and sulfur oxidation ratios in urban Beijing were correlated with relative humidity(with correlation coefficient r = 0.79 and 0.67, respectively) and the aerosol loadings. Based on a parameterization model, we found that the rate constant of the heterogeneous reactions for SO_2 on polluted days was about 10 times higher than that on clear days, suggesting that the heterogeneous reactions in the aerosol water played an essential role in haze events.The ISORROPIA II model was used to predict the aerosol pH, which had a mean(range) of 5.0(4.9–5.2) and 5.3(4.6–6.3) at the urban and rural site, respectively. Under the conditions with this predicted pH value, oxidation by dissolved NO_2 and the hydrolysis of N_2O_5 may be the major heterogeneous reactions forming SO_4~(2–) and NO_3~– in haze.We also analyzed the sensitivity of the aerosol p H to changes in the concentrations of SO_4~(2–), NO_3~–, and NH_4~+ under haze conditions. The aerosol p H was more sensitive to the SO_4~(2–) and NH_4~+ concentrations with opposing trends, than to the NO_3~– concentrations. The sensitivity of the p H was relatively weak overall, which was attributed to the buffering effect of NH_3 partitioning.     

北京市土壤Hg污染的区域生态地球化学评价

城市土壤Hg异常/污染是中国普遍存在的重大生态环境问题。文章对北京市近1000km2范围内的地表土壤、壤中气、大气干湿沉降、大气颗粒物、大气中的Hg含量水平和空间分布模式进行了系统研究,查明北京地表土壤Hg平均含量为0.41mg/kg,大气干湿沉降物中的Hg平均含量为0.194mg/kg,壤中气Hg的平均含量为559.65ng/m3,大气颗粒物PM10和PM2.5中的Hg含量分别为0.59和0.67ng/m3,大气中的Hg平均含量为3.13ng/m3。北京市自2000年起实现了由燃煤转变为燃气的减排措施,导致干湿沉降物中的Hg沉降通量显著减少,2006年大气干湿沉降物中Hg的沉降通量1.837mg·m-2·a-1,北京市城区(近1000km2)Hg全年沉降为1837kg,空气中总Hg浓度由1998年的8.3~24.7ng/m3下降到2006年的3.13ng/m3,大气颗粒物中Hg含量由2003年的1.18ng/m3下降到2006年的0.59ng/m3(PM10)和0.67ng/m3(PM2.5),表明北京市煤改气减排措施的实施显著改善了大气环境质量。通过对土壤中Hg的存在形式研究,发现土壤中有硫化物(辰砂)及各种Hg盐(HgCl2)的含Hg矿物,Hg也可以各种吸附方式或壤中气方式存在。研究证实北京壤中气Hg与大气Hg存在显著的相关性(n=131,R=0.267,p<0.01),表明壤中气Hg是大气Hg的重要来源之一。利用2005年地表土壤总Hg与Hg释放速率的线性方程估算,土壤Hg平均释放速率为102.42ng·m-2·h-1,2005年土壤释放进大气的Hg通量为936.70kg。在查明土壤中存在大量辰砂矿物的同时,还分布有大量具有高温熔融特征的金属微球粒和玻璃质微球粒,证明燃煤和冶金烟尘是地表土壤Hg的主要来源。土壤中Hg、S、pH和辰砂颗粒浓度在空间上的高度耦合性表明,碱性条件下,土壤中高含量的S和Hg是辰砂形成的重要原因。按国家土壤环境质量标准,北京市I级土壤Hg环境质量的面积为176km2,Ⅱ级为808km2,Ⅲ级为24km2,超Ⅲ为36km2。Ⅲ级、超Ⅲ级主要分布在二环路以内的中心城区。城南(长安街为界)大气Hg环境质量明显优于城北,在北四、北五环之间的部分地区,大气颗粒Hg的环境质量为Ⅲ级或超Ⅲ级。在地表土壤Hg含量较高的中心城区,居民每天因呼吸摄入的Hg高达364ng,对人体健康构成潜在风险。根据我国"十一五"规划中每年实现10%节能减排的目标,对北京市未来50年土壤Hg含量的时空演变趋势预测,预测2050年北京因干湿沉降带来的Hg输入量为16.03kg,地表土壤释放Hg的输出量为37.36kg,明显大于Hg的输入通量,土壤Hg的环境质量将得到根本改善。预测到2040年Ⅲ级土壤Hg环境质量的区域将完全消失,到2060年以Ⅰ级土壤为主。     

太湖流域土壤重金属元素污染历史的重建:以Pb、Cd为例

太湖是位于长江下游的一个大型浅水湖泊,通过对4个代表太湖不同沉积环境的湖底沉积剖面的137Cs和210Pb沉积定年,重建太湖湖底沉积物和太湖来水流域土壤Cd、Pb的污染历史。结果显示:1980年以前,太湖底积物中Cd、Pb含量与流域内的自然背景含量相当,1980年以后,湖底沉积物中的Cd、Pb含量显著增高,这与我国大规模工业化进程的起始时间基本一致,推测工业化进程是湖底沉积物中Cd、Pb含量增加的主要原因。1900年以来太湖湖底沉积物中累积含有Cd和Pb分别为146t和25980t,其中苕溪来水提供的Cd和Pb分别为40t、6777t,宜溧河来水提供的Cd、Pb分别为36t、6023t,其他来水(洮、滆、运河)提供的Cd、Pb分别为71t、13179t,其他来水是太湖Cd、Pd累积的主要输入途径。Cd、Pb累积的高峰期为20世纪80—90年代,1980年以来,运河来水Cd、Pb的输出通量为28.26t、3419t;苕溪流域Cd、Pb的输出总量分别为13.70t、1585t,其中人为源的Cd、Pb为8.90t、610t,人为源输出的Cd、Pb通量占总输出量的64.96%和38.47%;宜溧河流域Cd、Pb的输出总量分别为10.09t、1063t,人为源的Cd、Pb分别6.96t和500t,人为源输出的Cd、Pb通量占总输出量的68.68%和47.08%,表明太湖流域人类活动所导致的Cd已超过自然剥蚀过程,因此削减工业化进程中的Cd、Pb排放总量,控制太湖运河来水的输出通量是改善太湖底积物Cd、Pb环境质量的关键措施。     

Research activities on land-use/cover change in the past ten years in China using space technology

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｒｅｃｅｎｔａｎｄｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｐａｃｅｂａｓｅｄｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｒｏｕｇｈｔａｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋａｓｗｅｌｌａｓｆｏｒｍｕｌａｔｉｎｇｓｕｉｔａｂｌｅｐｏｌｉｃｙｆｏｒｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ,ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ,ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈｒｅａｌｔｉｍｅａｎｄｐｅｒｉｏｄｉｃｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓｏｆａｌａｒｇｅａｒ…     

Application of transparent soil model tests to study the soil-rock interfacial sliding mechanism

When transparent soil technology is used to study the displacement of a slope, the internal deformation of the slope can be visualized. We studied the sliding mechanism of the soil-rock slope by using transparent soil technology and considering the influence of the rock mass Barton joint roughness coefficient, angle of the soil mass, angle of the rock mass and soil thickness factors on slope stability. We obtained the deformation characteristics of the soil and rock slope with particle image velocimetry and the laser speckle technique. The test analysis shows that the slope sliding can be divided into three parts: displacements at the top, the middle, and the bottom of the slope; the decrease in the rock mass Barton joint roughness coefficient, and the increase in soil thickness, angles of the rock mass and soil mass lead to larger sliding displacements. Furthermore, we analyzed the different angles between the rock mass and soil thickness. The test result shows that the displacement of slope increases with larger angle of the rock mass. Conclusively, all these results can help to explain the soil-rock interfacial sliding mechanism.     

福建热带气旋灾害精细化危险性评估

根据1981—2021年福建省热带气旋风雨资料,采用极差标准化、相关系数客观赋权法和自然断点法建立热带气旋致灾因子危险性评估模型,评估结果表明：选择降水7个因子和大风4个因子作为评估指标体系合理;雨高危险性区域位于沿海,南平和三明地区雨危险性较低;风较高危险性区域明显窄于雨较高危险性区域,危险性等级向内陆降低远快于降水,其中罗源湾至崇武沿海因受台湾岛地形屏障保护,危险性比沿海南北部小1个等级;风雨综合致灾危险性,沿海县市皆为较高危险性区域,其中中部沿海高危险性区域小,沿海南北部大,另外登陆粤东热带气旋沿海北上滞留在闽西上空的低压云团造成闽西北部存在较高危险性区域;在热带气旋登陆影响过程中,精细化致灾因子危险性评估更具有针对性,且与灾情相符,为气象灾害决策服务提供了更有价值的参考信息。     

农业气象信息资源开发与共享技术研究

本专题为国家科技攻关计划项目--农业信息技术研究之第2课题"农业信息资源开发与共享技术研究"的第2专题(2001BA513B02-2).专题旨在针对目前农业气象服务中面向政府的宏观决策服务和常规书面报告的服务形式已不能满足信息时代政府、农民对农业生产气象信息需求的状况,研制基于WebGIS的农业气象信息共享技术,开发全国农业气象信息网络化服务系统,使农业气象信息能直接、迅速、便捷、有效地传输到农业生产第一线,为农业生产服务.     

用Motif工具库设计地震正演模拟系统人机交互界面

Ｍｏｔｉｆ的功能概要地说就是对各种Ｗｉｄｇｅｔ的创建、管理和回调。利用Ｍｏｔｉｆ工具库为该系统设计人机交互界面的主要步骤为：根据有限元法地震正演模拟系统的总体结构,编程设计系统各层次结构的接口界面,主要包括主窗口、菜单拉杆、下拉菜单和绘图基的创建以及模型数据输入和图形的绘制。有限元法地震正演模拟系统的总体结构由四个层次的内容组成,其主要功能是：输入模型参数和排列参数（包括激发、接收参数）;进行有限元法地震正演模拟计算;修改模型参数并重新进行计算。     

探空观测黑名单检查在变分同化系统中的应用

针对探空观测资料使用造成的某些区域GRAPES分析场存在虚假的高、低压系统问题,该文通过对比全球探空资料的位势高度观测与NCEP分析场,统计站点中观测质量较差的时次出现频数,确定探空位势高度观测黑名单。研究表明:500 hPa在印度地区、北大西洋和南极洲附近的探空位势高度观测与NCEP分析场的均方根误差在30 gpm以上的站点较多,且位势高度观测不可靠观测比率为20%以上的站点主要集中这些区域,以上观测站均列入黑名单。文中在GRAPES全球三维变分分析场的质量控制中加入探空位势高度观测黑名单检查,通过6 h分析预报循环试验表明:探空位势高度观测黑名单检查能有效提高分析场质量,GRAPES位势高度分析场在南极洲附近和印度地区有所改善。