极地冰盖物质平衡的最新进展与未来挑战

准确地探明冰盖物质平衡状况,对于研究全球变暖背景下海平面变化具有重要的意义,自IPCC AR4(政府间气候变化专门委员会第四次报告)以来,极地冰盖物质平衡的研究取得了很大进展。本文总结并对比了用卫星测高(雷达测高和激光测高)、物质收支测量和重力测量等方法得到的冰盖物质平衡评估结果,综述了冰盖数值模拟研究在预测冰盖未来的变化趋势以及由此对海平面造成的影响等方面取得的进展,并立足于中国当前的极地冰盖物质平衡研究现状,提出了该研究所面临的挑战。     

Soil erosion and its response to the changes of precipitation and vegetation cover on the Loess Plateau

Soil erosion is a major threat to our terrestrial ecosystems and an important global environmental problem. The Loess Plateau in China is one of the regions that suffered more severe soil erosion and undergoing climate warming and drying in the past decades. The vegetation restoration named Grain-to-Green Program has now been operating for more than 10 years. It is necessary to assess the variation of soil erosion and the response of precipita- tion and vegetation restoration to soil erosion on the Loess Plateau. In the study, the Revised Universal Soil Loss Equation （RUSLE） was applied to evaluate annual soil loss caused by water erosion. The results showed as follows. The soil erosion on the Loess Plateau between 2000 and 2010 averaged for 15.2 t hm-2 a 1 and was characterized as light for the value less than 25 t hm-2 a-1. The severe soil erosion higher than 25 t hm-2 a-~ was mainly distributed in the gully and hilly regions in the central, southwestern, and some scattered areas of earth-rocky mountainous areas on the Loess Plateau. The soil erosion on the Loess Plateau showed a deceasing trend in recent decade and reduced more at rates more than 1 t hm 2 a 1 in the areas suffering severe soil loss. Benefited from the improved vegetation cover and ecological construction, the soil erosion on the Loess Plateau was significantly declined, es- pecially in the east of Yulin, most parts of Yah＇an prefectures in Shaanxi Province, and the west of Luliang and Linfen prefectures in Shanxi Province in the hilly and gully regions. The variation of vegetation cover responding to soil erosion in these areas showed the relatively higher contribution than the precipitation. However, most areas in Qingyang and Dingxi pre- fectures in Gansu Province and Guyuan in Ningxia Hui Autonomous Region were predomi- nantly related to precipitation.     

CIMISS中气象观测资料处理入库效率优化方法

气象资料种类多、海量、格式多样复杂,造成综合气象信息共享系统(CIMISS)巨大的处理压力。以高空L波段数据作为个例,进行详细的分析,在数据库表设计上,通过"键-要素"的拆分方式减少数据库冗余,建立合理的索引和分区提高数据表访问效率。在处理流程方面,通过简约化流程减少系统间消息交互和IO,从而优化系统的存储效率。同时简约流程中对比PRO*C和OCI两种入库方式,PRO*C简单高效便于开发,而OCI功能全面但相对复杂,通过比较两种入库方式的效率,系统采用PRO*C方式。高空L波段数据实际运行效果表明,平均28s完成一份数据的处理。对比高空探测数据的处理,简约流程比原流程入库更快。     

我国夏季降水及相关大气环流场未来变化的预估及不确定性分析

利用政府间气候变化专门委员会第四次评估报告(IPCCAR4)的15个耦合气候模式在不同排放情景下的模拟结果,对我国夏季降水及相关大气环流场的未来时空变化特征与模式之间的不确定性作了研究。结果表明,在全球变暖背景下,我国夏季降水表现出较强的局地特征。其中,我国东部和高原地区的降水在21世纪表现出明显的增加趋势,而且这种趋势随着变暖的加剧而增强,同时模式模拟结果之间的一致性也更好,表明这一结果的可信度较高。在全球变暖背景下,我国新疆南部地区表现为持续的降水减少趋势,而我国西南地区夏季降水的变化则呈现出先减少(21世纪初)后增加的特征,不同模式对降水这些局地特征的模拟也都表现出较好的一致性。其他地区夏季降水在21世纪的变化不大,同时模式模拟的一致性也较差。多模式模拟的我国未来百年夏季降水的这些变化特征在温室气体高、中、低不同排放情景下基本一致,A2情景预估结果变化最大,A1B次之,B1相对最小。东亚夏季大气环流场的预估结果显示,在全球变暖的背景下,大部分模式的模拟结果都表明,东亚夏季风环流有所增强,从而使得由低纬度大洋和南海地区向我国大陆的水汽输送增加,造成该地区大气含水量的增多,从而为我国东部地区夏季降水的增加提供有利条件。此外,随着全球变暖的加剧,西太平洋副热带高压持续增强,其变化对我国东部地区夏季降水的影响程度和范围也明显增大。这些环流场及其不确定性的分析结果进一步加强了我国夏季降水未来变化预估结果的可信度。     

空间决策支持系统及其支撑软件的设计与应用

本文讨论了SDSS的概念和基本理论,以决策支持为目标,面向半结构化和非结构化问题,用模型驱动的SDSS,是GIS未来的发展方向。在技术上用C语言实现了SDSS支撑软件的设计,并应用于国家科技攻关课题“三川河流域区域治理与开发信息系统”,取得了良好效果;同时对SDSS开发中存在问题作了讨论。     

Region of interest extraction via common salient feature analysis and feedback reinforcement strategy for remote sensing images

Saliency detection is an effective approach to extract regions of interest (ROIs) for remote sensing images. However, existing saliency detection models mainly focus on ROI extraction from a single image and usually are not able to produce satisfactory results because of complex background interference in remote sensing images. The employment of mutual information in a set of remote sensing images can provide an effective solution to this issue. In this paper, we propose a novel saliency detection model for multiple remote sensing images to simultaneously extract ROIs and identify images without ROIs. First, common salient feature analysis based on synthesized feature clustering and global contrast is implemented to exploit global correspondence in the synthesis feature domain, thereby highlighting preliminary ROIs against background interference and assigning lower saliency values to images without ROIs. Then, we design an exclusion criterion based on saliency value judgment to remove images without ROIs, and the remaining saliency maps are refined by an enhancement strategy. Finally, the enhanced maps serve as a feedback to yield a homogenous synthesized feature space in which integral ROIs with subtle borders are extracted by the reused cluster-based saliency calculation. Experiments reveal that our model outperforms seven state-of-the-art models by achieving the best ROC curve (AUC = 0.945) and maximal F-measure at 0.729.     

三维绿色生物量的遥感模式研究与绿化环境效益估算

本文从理论和技术上叙述了绿量的遥感模式研究和绿化环境效益估算，并取得了以下几个方面的进展：（１）提出了绿量的概念，进一步完善了城市绿化的量化指标体系；（２）成功地修正了“逻辑斯蒂曲线”方程，并以平面量模拟立体量的方法测算了上海市全市的绿量，不仅节省了人力物力，而且提高了精度；（３）提出了模式林的概念及测定了以绿量估算绿化环境效益中所必须的标准换算量；（４）首次用绿量在全市范围估算了绿化群落的吸碳产氧、吸收二氧化硫、滞尘及夏季降温等环境效益。为分析现有绿化群落布局与结构的合理性，及为绿化规划乃至整个城市的总体规划提供了很有价值的技术参数。     

低层风场在暴雨发生中的动力作用

通过对两次中尺度暴雨过程的计算,分析研究了风的散度与涡度的变化以及与暴雨的关系。指出散度场比涡度场的变化快、尺度小。辐合增加的地区与暴雨区配合最好。对于中尺度系统、完全的散度方程中风速平流的散度项是一个重要的项,它的正值分布区与暴雨区的位置比其他各项有较好的对应。低层流场中大风速中心或低空急流的出现直接导致了散度方程中A项及带有风速垂直切变项的增大,构成了暴雨发生的不可忽视的动力因素。     

湍流大气中光波的波结构函数

波结构函数是描述光波在湍流大气中传输的一个重要参数,因而波结构函数的精确测定并合理地选择理论模型的工作很有意义。本文简要地讨论了用检测光外差系统信噪比的方法检验并合理选择波结构函数的理论模式。实验结果表明:在近地面层内,根据常用的Kolmo-gorov三分之二次方定律建立的波结构函数存在一定的局限性,尤其在湍流强度加大时,与实际测到的波结构函数偏离更大。而以修正了的 von Karman谱为基础的 Lutomirski和 Yura的波结构函数的理论结果描述近地面的湍流特征比较合适。     

2022年春季冰雹灾害对贵州西部红心猕猴桃的影响分析

2022年4月下旬至5月上旬,贵州西部共发生了6次冰雹天气过程,有4次冰雹灾害天气严重影响贵州西部红心猕猴桃生产,其主要是发生在4月22日、5月6日、5月8日、5月9日的冰雹天气过程。为了探明2022年4月下旬至5月上旬4次冰雹天气过程对红心猕猴桃果实的影响,通过6次冰雹天气过程影响区的调查,获取冰雹特征数据和红心猕猴桃在4次冰雹灾害过程中的受灾情况,分析诱发冰雹天气发生的大气环流特征,并采用相关统计方法对4次冰雹灾害对红心猕猴桃造成的损失进行评估。结果表明：6次冰雹天气过程中,冰雹最大直径达20mm,但最大直径大多在10mm以下,其中水城区的冰雹最大直径较其他地区大,遭遇冰雹天气次数也最多。影响红心猕猴桃生产的4次冰雹天气过程的天气背景具有贵阳站的CAPE均远远大于威宁站、中低层相对湿度均在90%以上、中高层相对湿度均在80%左右的共同特点。4月22日、5月6日和5月9日冰雹天气发生前,500hPa均有浅槽、700hPa均有低涡切变线入侵贵州西部;5月8日冰雹天气发生前,500hPa和700hPa贵州西部均处于西太副高外围。4次冰雹灾害造成红心猕猴桃885.4hm²绝收,占其基地种植面积的9.04%;因冰雹灾害造成产量损失约1.33万t,直接经济损失19921.5万元。