Assessing Disagreement and Tolerance of Misclassification of Satellite-derived Land Cover Products Used in WRF Model Applications

As more satellite-derived land cover products used in the study of global change,especially climate modeling,assessing their quality has become vitally important.In this study,we developed a distance metric based on the parameters used in weather research and forecasting(WRF) to characterize the degree of disagreement among land cover products and to identify the tolerance for misclassification within the International Geosphere Biosphere Programme(IGBP) classification scheme.We determined the spatial degree of disagreement and then created maps of misclassification of Moderate Resolution Imaging Spectoradiometer(MODIS) products,and we calculated overall and class-specific accuracy and fuzzy agreement in a WRF model.Our results show a high level of agreement and high tolerance of misclassification in the WRF model between large-scale homogeneous landscapes,while a low level of agreement and tolerance of misclassification appeared in heterogeneous landscapes.The degree of disagreement varied significantly among seven regions of China.The class-specific accuracy and fuzzy agreement in MODIS Collection 4 and 5 products varied significantly.High accuracy and fuzzy agreement occurred in the following classes:water,grassland,cropland,and barren or sparsely vegetated.Misclassification mainly occurred among specific classes with similar plant functional types and low discriminative spectro-temporal signals.Some classes need to be improved further;the quality of MODIS land cover products across China still does not meet the common requirements of climate modeling.Our findings may have important implications for improving land surface parameterization for simulating climate and for better understanding the influence of the land cover change on climate.     

黔南—桂北地区南华系化学地层特征

化学蚀变指数(chemical index of alteration)(CIA)最早作为判别源岩化学风化程度而提出, 随后又应用于对沉积物沉积环境的判定。化学蚀变指数的表达式为CIA={n(Al2O3)/[n(Al2O3)+n(CaO*)+n(Na2O)+n(K2O)]}? 100。CaO*代表硅酸盐中的CaO, n(CaO*)=n(CaO)?n(CO2方解石)??n0.5?n(CO2白云石)??10/3?n(P2O5)。化学蚀变指数样品的选取极为重要, 最佳岩性为细碎屑岩, 并需清除成岩过程中钾交代作用的影响, 以及采用成分变异指数(ICV)来判别沉积再循环作用和沉积物成分被改造的程度。使用A-CN-K三角图解判别物源区的源岩性质和样品钾交代的程度及其风化趋势。黔南—桂北地区南华系的CIA研究表明: 该地区南华系下部的长安组其下部CIA值为60~65之间, 中部为70~5, 上部回落到65~70之间。南华系中部富禄组CIA值高, 在85~95之间。南华系上部的南沱组CIA值再次回落到60—65的范围。上述CIA值的变化表明本区南华纪时期自老至新经历多次由干燥寒冷—温暖潮湿气候期的变化。本文据此提出扬子地块南华系新的划分、对比方案。     

西北地区水资源环境与城市化系统耦合的时空分异——以西陇海兰新经济带甘肃段为例

水资源是城市化与生态环境协调发展的重要限制因子,研究西北地区水资源环境与城市化系统耦合的时空分异规律,对于区域水资源、生态环境和社会经济系统可持续发展具有重要的现实意义。采用GRA方法,以西陇海兰新经济带甘肃段为例,从时空角度定量揭示了甘肃段水资源环境与城市化系统耦合的时空分异规律,结果表明:(1)时间序列上整体呈波动下降趋势,表现为类似组合"S"型特征;空间上随人口城市化水平的提高,耦合度亦表现出与时间序列类似特征;时空耦合度相互印证,说明系统符合"各态遍历假说;"(2)不同阶段甘肃段各城市耦合度表现出较大差异,具有复杂的空间结构:以兰州市为中心向外耦合度"先升高后减小",表明水资源环境与城市化系统耦合度的高低不仅取决于城市自身发展等内部因素,而且与城市之间的区域差异、区域联系等外部因素有关。基于以上认知,在解决区域水资源环境与城市化关系问题时,除有效提高城市水资源环境适应及调控能力之外,还要协调好区域之间的关系,构建区域利益共同体以达到"双赢"的目的,这为落后地区解决发展中的资源环境问题提供了新的思路。     

150kaBP以来巴丹吉林沙漠东南区域地层序列的新研究

巴丹吉林沙漠东南部边缘查格勒布鲁剖面中更新统/上更新统下部、上更新统下部/上更新统上部和上更新统上部/全新统的地质界线依次发生在59AGS/60L、39FD/40G和9L/10FD之沉积界面上。其时限依次大致为150kaBP、75kaBP和10kaBP,该剖面记录了150kaBP以来25个旋回的沙漠与湖相等沉积交替变更的历史过程。通过该剖面粒度和SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO在地层中的分布特征、软体动物化石指示的古生态等综合研究表明,所述这些沉积旋回是自那时以来,在北半球冰期间冰期气候波动影响下,冬夏古季风往复更迭所导致的非季风沙区沙漠期与间沙漠期多次正逆交替演变的结果。     

极端干旱沙漠中无沙埋干扰时几种固沙植物栽植试验研究

沙埋干扰是沙漠地区乡土植物生存繁殖的必要条件。在塔克拉玛干沙漠腹地,无沙埋干扰地段大多是高矿化度地下水埋深较浅的地段,这些地段盐渍化较重。7a定点观测和试验表明,塔里木沙漠公路沿线丘间地栽植固沙植物逐渐死亡的主要因素不是沙层水分和沙层盐分,而是高矿化度地下水埋深太浅(0.8~1.0 m),即这类地段植物死亡的原因主要是由于植物长期吸收高矿化度地下水使得体内盐分积聚过多无法调节而造成的。因此,在干旱区高矿化度地下水埋深太浅的地段,无沙埋干扰时建立固沙植被应谨慎。     

Possible effect of ENSO on annual sediment discharge of debris flows in the Jiangjia Ravine based on Morlet wavelet transforms

The multi-time-scale structures of an annual sediment discharge series of debris flow in the Jiangjia Ravine and the Southern Oscillation index are analysed using the method of Morlet wavelet transformations. The possible effects of E1 Nirio episodes on the annual sediment discharge are discussed by comparing the period variations of ENSO and the discharge. The results show that the annual sediment discharge series of debris flow is related to E1 Nifio episodes. Generally, the annual sediment discharge of debris flow is less than usual during an E1 Nifio episode and debris flow is less active. On the contrary, the annual sediment discharge of debris flows is greater than usual during a La Nifia episode and debris flows are more frequent. There is a relationship between the annual sediment discharges of debris flow in the Jiangjia Ravine and the summer Southern Oscillation index, with both having quasi-periodic variations of 2 and 5-6 years.     

枣庄市中区岩溶塌陷特征与成因分析

在已有研究成果的基础上并通过现场调研,系统总结出了枣庄市中区岩溶塌陷特征,即岩溶塌陷的形成与分布在空间上具有方向性,在时间上具有阶段性与集中爆发期。岩溶洞隙发育情况、覆盖层条件和水文动态资料综合分析结果表明,枣庄十里泉地区岩溶塌陷的形成原因主要是真空吸蚀作用。      

结合生态恢复的某工程边坡支护设计

以浙南火山岩地区某工程边坡为例,研究了坡面绿化方法在具体工程中的应用。计算了坡面绿化中镀锌铁丝网对边坡稳定性的作用,考虑了厚层基材喷射绿化方法应用在岩质高陡边坡上可能存在的稳定性不足。根据坡面绿化对坡面整体性强化作用小的特点设置格构梁,结合坡面生态恢复的生态学原理,提出了结合坡面绿化的边坡支护方案     

藏南特提斯喜马拉雅带内江孜-康马地区白垩纪多期基性岩浆作用

在特提斯喜马拉雅带东部江孜-康马一带发育大量近东西向展布的辉绿岩体/墙,研究表明这些基性岩至少可分为三期:(1)形成于~140Ma的辉绿岩具有OIB型地球化学特征,部分样品Sr-Nd同位素组成与其东部~132Ma错美-班布里大火成岩省中基性岩相当,部分高镁样品具有Nb-Ta负异常和Pb正异常,εNd(t)值小于0;(2)形成于~120Ma的辉绿岩显示N-MORB型地球化学特征;(3)形成于~90Ma的辉绿岩显示E-MORB型地球化学特征。后两期基性岩的Sr-Nd同位素组成均显示与印度洋MORB相关。结合同时期的Kerguelen地幔柱活动轨迹及东冈瓦纳大陆裂解事件,本文认为江孜-康马地区~140Ma基性岩代表Kerguelen地幔柱及其与上覆东冈瓦纳大陆岩石圈地幔相互作用产物,是Kerguelen地幔柱长期潜伏于东冈瓦纳大陆下的证据,在前人研究基础上将该地幔柱影响的范围从错美向西拓展了约200km;之后随着东冈瓦纳大陆裂解和印度洋的开启及扩张,印度板块逐渐北移并远离Kerguelen地幔柱,江孜-康马地区~120Ma和~90Ma两期基性岩代表新生印度洋软流圈部分熔融的产物,与Kerguelen地幔柱无关。该区识别出的三期基性岩浆活动表明:特提斯喜马拉雅带的东部在白垩纪经历了与东冈瓦纳大陆裂解、印度洋的开启和扩张相关的多期基性岩浆活动。这些基性岩为深入了解和限定特提斯喜马拉雅带自140Ma以来的古地理位置和构造演化过程提供了新的岩石记录和时间坐标。     

利用FY-3C气象卫星GNSS掩星估计全球重力波变化与分析

大气重力波是地球大气层中广泛存在的重要大气动力学扰动,研究其分布和变化规律对理解大气物理、大气结构以及大气动力学等具有重要意义.传统大气重力波探测手段,如雷达和探空气球等,均存在探测时间短、有效探测高度低等缺点,全球卫星导航系统（GNSS）掩星观测具有全天候、低成本、高精度等优点,被广泛应用于地球大气探测和研究,为研究区域或全球重力波变化和活动特征提供了新的观测手段.本文利用中国第一颗搭载GNSS掩星设备气象卫星——风云3C （FY-3C）获得的掩星数据,反演得到2014年8月—2016年12月大气温度轮廓线,并首次估计重力波参数分布,分析了重力波参数的时空变化分布特征.结果表明,海陆季节性对流导致冬夏两季的重力波势能强于春秋两季,赤道对流作用导致赤道区域重力波强于两极,夏季南半球中低纬度地区重力波活动频繁,冬季北半球中低纬度区域重力波活动频繁.重力波随着高度的上升,势能逐渐下降.另外,地形是低层大气重力波的主要来源.