HLAFS产品暴雨动力过程相似释用法及业务应用

根据新预报业务流程的要求，用MICAPS平台中的HLAFS产品场与暴雨发生的初始、中间、结束过程相对应的三维空间物理量场的相似程度，根据场相似的数量作综合判别分析作出有无区域暴雨的预报。使用动力过程相似释用法实现了从资料准备到最后预报结果生成的程序化、自动化、客观化。根据天气过程分类建立的两类模型以场平均距离为依据，作出暴雨预报相似判别分析结果，其预报的检验效果令人满意，1999～2002年5～9月平均Ts超过33％。     

基于概率统计模型的遥感影像变化检测

基于概率统计理论,提出了一种基于t检验的遥感影像自动变化检测方法,并实现了其与相关系数法的有效结合,运用于复杂城区环境下地物类型的自动变化检测.对于高空间分辨率影像,有效引入纹理特征,减少了房屋阴影的影响,对最终变化检测结果起到了明显的增强效果.实验采用不同类型的数据,详细叙述了变化目标的提取以及本文方法的特点,结果真实反映了实际地物的变化,表明该方法具有很好的实用价值.     

“一带一路”陆域地理格局与环境变化风险

“一带一路”建设是中国在新时期推动国际合作共赢的倡议,旨在打造绿色、健康、智力、和平丝绸之路,保障“一带一路”沿线各国人民共同发展。系统分析“一带一路”沿线国家环境特征、演化趋势与未来风险格局,是“一带一路”建设的科学基础。应用遥感监测、统计资料,探究“一带一路”陆域气候、地形、土壤、水文、植被环境要素空间分布特征和时空差异;依据经典综合自然区划的方法论,将“一带一路”陆域划分为中东欧寒冷湿润区、蒙俄寒冷干旱区、中亚西亚干旱区、东南亚温暖湿润区、巴基斯坦干旱区、孟印缅温暖湿润区、中国东部季风区、中国西北干旱区和青藏高原区等9个区域。结合模型模拟、情景预估等技术手段,将自然灾害损失评估方法论用于预估未来30年高温热浪、干旱和洪涝等突发性极端事件的灾害风险,以趋势—基线对比方法预估宏观生态系统、粮食生产等渐变事件的风险。结果显示,亚欧大陆西部将是暖干趋势;青藏高原两侧区域高温热浪高风险;中东欧寒冷湿润区东部干旱高风险;孟印缅温暖湿润区和中国东部季风区洪涝高风险;荒漠边缘区域为生态脆弱高风险区;中低纬区域为粮食减产高风险区。     

基于SWAT模型模拟乌江三岔河生态系统产流服务及其空间变异

产流是生态系统水源涵养服务的重要内容,也是保水固土等服务的关键驱动。脆弱的喀斯特生态系统叠加人类活动的影响引起生态退化,在此背景下亟需深刻理解喀斯特地区产流服务空间格局及其影响因子。选择典型的喀斯特峰丛洼地流域,基于率定校准的SWAT水文模型,对喀斯特流域产流服务（包括地表、地下以及总径流量）进行模拟,并结合空间梯度分析和局部回归模型,剖析不同服务变量的空间变异特征。结果表明：研究区产流量空间分异规律明显,总径流系数约为70.0%;地表径流整体处于较低水平,地下径流量丰富（约为地表径流量的2~3倍）。地形因子对喀斯特流域产流服务具有宏观控制作用,随海拔和坡度升高,总径流量、地下径流量显著增加;植被分布特征对地表径流有重要影响,在上游林地和下游园地分布区存在空间差异,在植被因素的影响下随坡度的增加呈现转折性的变化趋势。此外,空间叠加分析表明林地总径流及地下径流最大：一方面是由于森林生态系统更强的土壤水分涵养能力以及水分快速入渗的地质背景特征;另一方面反映了地表覆盖与地形特征的复合效应,即林地大多分布在相对海拔和坡度较大之处。本文有助于推进喀斯特生态系统服务研究领域的发展与创新,并为生态恢复建设提供科技支撑。     

“一带一路”区域气候变化事实、影响及可能风险

“一带一路”区域国家经济、政治发展极不平衡,随着全球气候变暖,区域内的自然环境、气候资源、水资源等都将面临着显著而复杂的变化,并且干旱、洪涝等多种气候灾害是“一带一路”区域可持续发展和重大基础设施建设面临的重大威胁之一。目前,“一带一路”倡议已经进入实质性建设阶段,沿线地区的气候变化及其灾害风险关乎“一带一路”倡议能否顺利实施及亚投行的投资安全。在此背景下,2016—2018年中国科学院地球科学学部实施了“‘一带一路’区域气候变化问题”咨询评议项目,项目针对该区域气候变化的事实、未来变化预估、气候变化的可能影响以及带来的潜在风险等问题进行了系统的调研,并开展了若干分析和研究。经过两年的努力,项目组完成了有关进展报告四份,包括一份总报告和三份分报告。本文扼要地概括和介绍了项目取得的主要成果。     

Progress and prospects of applied research on physical geography and the living environment in China over the past 70 years (1949–2019)

Physical geography is a basic research subject of natural sciences.Its research object is the natural environment which is closely related to human living and development,and China's natural environment is complex and diverse.According to national needs and regional development,physical geographers have achieved remarkable achievements in applied basis and applied research,which also has substantially contributed to the planning of national economic growth and social development,the protection of macro ecosystems and resources,and sustainable regional development.This study summarized the practice and application of physical geography in China over the past 70 years in the following fields:regional differences in natural environments and physical regionalization;land use and land cover changes;natural hazards and risk reduction;process and prevention of desertification;upgrading of medium-and low-yield fields in the Huang-Huai-Hai region;engineering construction in permafrost areas; geochemical element anomalies and the prevention and control of endemic diseases;positioning and observation of hysical geographical elements;and identification of geospatial differentiation and geographical detectors. Furthermore, we have proposed the future direction of applied research in the field of physical geography.     

青藏高原的气候植被模型研究进展

气候植被研究是全球变化研究的重要内容, 而模型研究是气候植被研究的重要手段。青藏 高原以其特殊的自然环境特点, 形成了气候与植被独特的适应机制, 为许多通用气候植被模型所 不能反映, 加之所受到人类活动的干扰相对较少, 决定其为植被气候研究的重要实验场地。本文 回顾了气候植被模型发展的相关历程, 评述了每类模型的特点及其不足。从植被格局研究和植被 生产力研究两个方面, 对青藏高原的气候植被研究进行了总结和分析, 认为模型研究是气候植被 研究的重要手段, 而青藏高原的研究在这方面还比较落后, 同时对青藏高原气候植被模型研究中 存在的一些问题, 如数据精度、模型的适宜性和结果验证等进行了讨论。认为今后青藏高原气候 植被模型研究的重点应是进一步明晰气候植被的关键过程, 立足高原环境特点开发有高原特色 的气候植被模型。     

纳米材料的发展及其展望

介绍了纳米材料的研究现状及特点,对纳米组装材料,纳米结构材料、等纳米材料的研究进行了评述,并对２１世纪纳米材料的发展新动向提出展望。     

Major advances in studies of the physical geography and living environment of China during the past 70 years and future prospects

The natural environment provides material essentials for human survival and development. The characteristics,processes, regional differentiation and forcing mechanisms of the elements of the natural environment(e.g. geomorphology,climate, hydrology, soil, etc.) are the main objects of research in physical geography. China has a complex natural environment and huge regional differentiation and therefore it provides outstanding reserach opportunities in physical geography. This review summarizes the most important developments and the main contributions of research in the physical geography and human living environment in China during the past 70 years. The major topics addressed are the uplift of the Tibetan Plateau and the evolution of its cryosphere, the development of fluvial systems, the acidification of the vast arid region of the Asian interior, variations in the monsoon and westerly climate systems on multiple timescales, the development of lakes and wetlands, the watershed system model, soil erosion, past human-environment interactions, biogeography, and physical geographic zonality. After briefly introducing international research developments, we review the history of research in physical geography in China, focusing on the major achievements and major academic debates, and finally we summarize the status of current research and the future prospects. We propose that in the context of the national demand for the construction of an ecological civilization, we should make full use of the research findings of physical geography, and determine the patterns and mechanisms of natural environmental processes in order to continue to promote the continued contribution of physical geography to national development strategies, and to further contribute to the theory of physical geography from a global perspective.     

中国干湿格局对未来高排放情景下气候变化响应的敏感性

气候变化影响下干湿状况的区域分异格局如何变化是一个重要科学问题。基于参与耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)的5个全球气候模式(GCM),预估了RCP 8.5情景下未来百年中国干湿区面积的变化趋势,分析了干湿格局变化的敏感地区以及对气候变化响应的敏感性。结果表明:未来干湿格局变化以湿润区显著减少、干湿过渡区显著扩张为主要特征,特别是半湿润区面积在远期(2070-2099年)相对基准期(1981-2010年)增加了28.69%。升温2℃～4℃条件下,全国发生干湿类型转变的面积从10.17%增加至13.72%,尤其在淮河流域南部,这里主要受未来潜在蒸散增加的影响,湿润区向南明显退缩从而转变为半湿润区。总体上,随着未来升温加剧,中国干湿格局对气候变化响应的敏感性将可能增强。