大气颗粒物遥感研究进展

大气污染已成为全球性的环境污染问题之一,PM2.5和PM10已成为当前大气遥感研究的热点,以京沪穗为代表的特大城市更成为相关研究的重要焦点。通过对国内外相关文献的分析,以广州为例描述了地面站点监测的现状和不足,指出PM2.5遥感的关键问题为区域尺度气溶胶光学厚度垂直订正和区域尺度近地面消光系数湿度效应校正研究;通过空气质量模式系统进行相关研究,是包括PM2.5在内的大气颗粒物遥感的重要途径之一。     

短波红外CO2反演过程约束研究及初步反演结果

短波红外通道卫星CO2遥感是近年国际研究热点。首先,开展了卫星观测对气溶胶及大气温度的敏感性研究;其次,针对基于最优化理论的非线性迭代反演方法反演过程中的不收敛问题,提出了修正的阻尼牛顿方法(MDNM),并利用模拟数据评估了MDNM方法的有效性;最后,利用GOSAT卫星数据反演CO2的垂直混合比浓度,并与地基TCCON站点数进行比对。研究结果表明:短波近红外CO2卫星遥感受气溶胶散射及温度影响明显;通过地基比对初步验证了MDNM具有良好的精度,两者的相关性R2达到了0.729。     

亚毫米波临边探测发展现状

临边探测为中、高层大气探测,主要针对海拔约10—100 km的大气层进行观测,与垂直观测相比,具有更高的垂直分辨率。亚毫米波（0.1—1.0 mm或300 GHz—3 THz）临边探测对臭氧层的大气环保监控具有特殊的意义。本文分析比较了Odin/SMR、EOS AURA/MLS、JEM/SMILES、MASTER与SOPRANO这5个亚毫米波临边探测仪的特性,并介绍了亚毫米波临边探测大气反演系统中的正向模型与反向模型。亚毫米波临边探测器具有较高的光谱分辨率及较宽的波段宽度,其光谱分辨率能达到1 MHz甚至1 MHz以下,波段宽度能达到几个GHz。另外,大气中的许多分子在亚毫米波波段有特征吸收线,可以反演许多痕量气体垂直廓线。在亚毫米波临边探测下,可以获得氯族成分及BrO的廓线数据。HCl、ClO等氯族成分的反演误差可以小于10%,但BrO的反演误差达50%以上。亚毫米波临边探测的正向模型需要考虑云的多次散射;5个亚毫米波临边探测器的反演算法均采用基于高斯-牛顿或Levenberg-Marquardt迭代的最优反演算法。     

MODIS和OMI数据评估阅兵期间北京市大气减排成效

卫星观测不仅能反映区域宏观大气污染状况,也能从城市尺度上监测大气污染物的变化。基于以上优势,本文利用MODIS气溶胶光学厚度(AOD)和OMI对流层NO_2垂直柱浓度数据,比较2015年与2012年—2014年以及2015年3个时期(减排前、减排中、减排后)AOD和NO_2柱浓度的变化,定性分析了阅兵期间华北平原地区污染物减排效果,重点定量评估北京市联控减排措施的效果。研究发现2015年减排中华北平原重污染地区AOD和NO_2柱浓度相比于前3年同期有明显降低。定量分析北京市的减排效果得到:2015年减排中较前3年同期而言,AOD降低59%,NO_2柱浓度降低41%;较2015年减排前而言,AOD降低73%,NO_2柱浓度降低30%,去除气象条件影响后,AOD下降43%,NO_2柱浓度下降21%,说明严格的联控减排措施有效地改善了空气质量,气象条件也起到积极的作用。减排措施结束后,AOD和NO_2柱浓度比减排中分别增加159%和71%。研究结果表明,卫星遥感与地基监测评估效果相当,能反映北京地面污染物排放能力;它既能观测区域尺度大气污染变化,又可评估城市尺度大气污染减排。随着卫星技术水平的提高,期望未来卫星遥感可作为一种独立手段来定量评估区域及城市尺度空气质量减排措施的效果。     

《遥感学报》20年:从热点到前沿

为反映《遥感学报》及中国遥感学科近20年的发展趋势,针对《遥感学报》在1997年—2015年期间出版的所有1804篇论文进行了统计分析,给出了国内高校及研究机构的发文量排名和受国家自然科学基金资助的发文情况,并对比了常设栏目和专题栏目的论文发文量及被引用情况。通过比较4个时间段内论文关键词的共现关系,反映出随着新的卫星载荷不断发射,观测技术由单一观测变为多源卫星观测,遥感定量反演模型由简单变得更为复杂,遥感技术应用也由最初的测绘、国土调查等单一应用逐渐变为多学科交叉应用,特别是在近年来国内外社会热点的驱动下,遥感技术已开始在灾害应急、全球变化、大气污染、粮食安全等领域发挥出越来越重要的作用。此外,无论是在当前遥感学科发展还是国家需求的现状下,都迫切需要建立国家级的遥感应用综合信息系统,以提高对环境和资源的宏观调控能力,为中国经济和社会可持续发展战略、布局和趋势预测,为资源管理、环境保护、防灾减灾以及实现资源环境、经济、社会的宏观调控,提供科学的数据和决策支持。     

滦河流域碳、水循环和能量平衡遥感综合试验总体设计

始于20世纪80年代的系列大型遥感试验开始系统研究地表物质和能量交换过程,对遥感与地球系统科学研究的结合起到重要作用,但是尚无综合利用多源遥感数据解决碳、水、能量循环问题的有效方案.遥感科学国家重点实验室于滦河上游地区组织开展基础性、多学科、多尺度的"碳、水循环和能量平衡遥感综合试验".本次试验面向地球系统科学对遥感观...     

新冠病毒疫情期间复工复产卫星遥感监测

本文利用美国新一代极轨卫星NPP搭载的VIIRS载荷数据反演获得的热点数据,以及美国NASA的Aura卫星搭载的OMI载荷的二氧化氮对流层柱浓度资料,对中国地区2020-01—02及2019年同期,以及抗击疫情期间和后期复工复产的情况进行监测。监测结果表明：（1）2020-02较1月份及2019年同期相比,工业企业的耗能水平却出现显著降低,NO₂浓度呈现显著下降趋势。（2）全国工业热源点数和分布范围及密度自2020-02-03正式复工后稳步提升。湖北省除武汉、黄石和鄂州地区仍可监测到少数热点外,其他地区2月份均未再监测到任何热点,也证明了湖北基本没有复工迹象。（3）疫情得到基本控制之后,京津冀地区工业热源点有显著增加,但新增区域一般仍处于低能耗水平。从全国大气NO₂柱浓度监测来看,复工开始前后与2019年同期相比,污染物浓度均呈现明显下降趋势,说明复工强度有限。（4）到3月初工业热源点及其能耗水平出现显著升高,中国大部分地区的热源企业虽已逐步复工生产,说明工业产能较2月有显著提升,但生产规模或产能并未完全恢复。     

PTP协议在广电时间同步网中的应用研究

随着广电行业的飞速发展,以串行数字接口(SDI)基带信号为基础技术架构的传统电视信号已经很难满足未来技术发展和业务扩展的需求．得益于现代通信技术的迅速发展以及即将到来的万物互联的5G时代,广电行业也将采用IP化技术来构建新的网络系统．处在向IP化发展的过渡期,广电IP化目前还存在一些亟待解决的问题．为了解决广电系统网络中需要更高精度的同步信号来完成时间同步的问题,本文利用精确时间协议（PTP）时间同步技术在专用以太网中完成时间同步组网,搭建了测试环境并对测试数据进行了分析．测试结果表明,相较于传统的网络时间协议（NTP）时间同步技术,输出PTP信号的准确度能够达到亚微秒量级,完全满足广电行业IP化数字电视系统时间同步信号的高精度需求．      

卫星数据和地面观测结合的珠三角地区颗粒物质量浓度统计估算方法

利用卫星观测的气溶胶光学厚度资料和模式模拟数据,与地面颗粒物观测资料结合,探讨近地面颗粒物质量浓度的估算方法。具体包括：利用区域气侯模式RAMS（Regional Atmospheric Modeling System）模拟的边界层高度对气溶胶光学厚度进行垂直订正,获得近地面颗粒物消光系数;利用模式模拟的相对湿度和颗粒物吸湿增长经验模型对消光系数进行湿度订正,获得近地面颗粒物干消光系数;并基于干消光系数与颗粒物质量浓度地面站点资料建立的统计关系估算获得每个像元的颗粒物质量浓度。利用地面站点观测的颗粒物浓度资料验证表明,基于卫星资料可以获得近地面颗粒物质量浓度,而且细颗粒物质量浓度具有更好的估算精度。     

The glacier area changes in the Qangtang Plateau based on the multi-temporal grid method and its sensitivity to climate change

Glacier area changes in the Qangtang Plateau are analyzed during 1970-2000 using air photos,relevant photogrammetric maps and satellite images based on the multi-temporal grid method.The results indicate that the melting of glaciers accelerated,only a few of glaciers in an advancing state during 1970-2000 in the whole Qangtang Plateau.However,the glaciers seemed still more stable in the study area than in most areas of western China.We estimate that glacier retreat was likely due to air temperature warming during 1970-2000 in the Qangtang Plateau.Furthermore,the functional model of glacier system is applied to study climate sensitivity of glacier area changes,which indicates that glacier lifespan mainly depends on the heating rate,secondly the precipitation,and precipitation increasing can slow down glacier retreat and make glacier lifespan prolonged.