山地叶面积指数反演理论、方法与研究进展

叶面积指数LAI（Leaf Area Index）是表征叶片疏密程度和冠层结构特征的重要植被参数,在气候变化、作物生长模型以及碳、水循环研究中发挥着重要作用。遥感是获取区域及全球尺度LAI的一个重要手段,当前LAI产品主要基于遥感数据反演得到,但是多数LAI产品算法并未考虑地形特征的影响,导致山地LAI遥感反演精度不确定性大。提高山地LAI遥感反演精度亟需考虑地形因子对冠层反射率的影响,其中山地冠层反射率模型和遥感数据地形校正是提升山地LAI遥感反演精度的关键。本文围绕山地LAI遥感反演理论与方法,综合分析了国内外山地冠层反射率模型和地形校正模型的研究进展,总结了目前山地LAI遥感反演存在的问题,并讨论了未来研究的发展趋势。     

成飞飞行区域短时强降水时空分布特征及强降水指数分析

成飞飞行空域包含高原、盆地、山区等多种地形,局地气候显著,短时强降水频发。该文使用国家气象信息中心2017—2021年多资料融合逐小时降水数据、国家自动站探空观测数据。统计分析发现,盆地周围沿山地区为盆地短时强降水高发区;101～102°E,31～32°N区域为高原短时强降水高发区。利用百分位法得到高原地区强对流指数阈值：CAPE值≥1930.5 J·kg^-1,BCAPE值≥1974.7 J·kg^-1,抬升指数≥2.6℃,大气可降水量≥86.1 mm,K指数≥37.2℃,SI指数≤-0.9℃。盆地地区强对流指数阈值：CAPE值≥2230.6 J·kg^-1,BCAPE值≥2264.4 J·kg^-1,抬升指数≥1.8℃,大气可降水量≥93.0 mm,K指数≥40.8℃,SI指数≤-1.8℃。建立短时强降水不同下垫面强对流指数阈值,为今后短时强降雨客观预报提供新的思路和方向。     

近60a巴彦淖尔市气候变化特征及影响因子分析

为了解巴彦淖尔市近60 a的气候变化特征,基于巴彦淖尔市9个气象观测站1961—2020年的逐月平均气温、降水量、日照时数、瞬时风速资料,采用线性倾向趋势分析、滑动平均法、M-K检验法、累计距平法、滑动t检验法、Morlet小波分析法对气候变化特征进行分析。结果表明：(1)近60 a巴彦淖尔市年平均气温增温趋势,年日照时数、年平均风速减少趋势显著,年降水量变化趋势不显著;(2)空间分布上,年平均气温为北低南高,年降水量为东多西少,年日照时数为西北、东南部相对多,其余地区相对少,年平均风速为南小北大;(3)年平均气温在1996年发生突变,年日照时数在1999、2014年发生突变,年平均风速在1982年发生突变,年降水量未发生突变;(4)主要的周期振荡,年平均气温、年降水量在30、13 a左右,年日照时数在13 a左右,年平均风速在20 a左右和10 a左右;(5)北极涛动指数对春冬季气温、春季降水、秋冬季风速有较为显著的影响,北大西洋涛动指数对春冬季气温、夏冬季风速有较为显著的影响,南方涛动指数对冬季降水有较为显著的影响,太平洋北美指数对冬季气温、春季降水有较为显著的影响。     

2001—2019年湖南省叶面积指数时空变化动态研究

基于MODIS叶面积指数时序数据集,运用变异系数、Mann-Kendall趋势检验和相关分析等主要方法,对2001—2019年湖南省植被时空特征、变化趋势及其与气象因子的对应关系进行了研究。结果表明：1)湖南省叶面积指数保持在较高值,整体植被LAI呈增加趋势,速率为0.57%/10a;西部植被生长好于东部,高植被生长区及中高植被生长区占整个省域面积的80.5%;2)省内植被LAI与气象关系不显著,且与降水、气温呈正相关,与日照时数呈负相关。     

不同闪电参数化方案对海南岛一次强对流闪电过程的数值模拟研究

利用耦合非感应起电方案和闪电参数化方案的WRF V3.9.1中尺度模式,模拟了2018年6月26日发生在海南岛的一次强对流过程,讨论模式中3种闪电参数化方案(LPI方案、PR92w方案和PR92z方案)对热带岛屿地区闪电活动的模拟能力。结果表明：模式能较好地反演出此次强对流过程的雷达回波特征,垂直速度和水成物粒子是影响模式预报闪电的重要因素,云内发展较强的垂直速度和丰富的冰相粒子有利于云内起电过程的发展。LPI方案和PR92w方案模拟出闪电的分布形式和闪电上正下负的结构,起电区域均位于8～15 km, PR92z方案模拟闪电分散,偏差较大;LPI方案的ETS评分(Equitable Threat Score)表现最优,为0.65;进一步分析LPI值与闪电频数的相关关系发现两者之间具有显著的正相关关系,区域平均LPI与闪电频数相关系数为0.9,拟合优度为0.83。     

全球升温1.5℃和2.0℃辽河流域极端降水变化预估

基于国家气候中心中等分辨率模式BCC-CSM2-MR开展的第六次耦合模式比较计划(CMIP6)预估数据,采用双线性插值、趋势分析、偏差分析等方法,分析全球升温1.5℃和2.0℃辽河流域极端降水变化。结果表明：全球升温1.5℃辽河流域年平均降水量距平百分率增幅随排放情景的升高而增大,SSP5-8.5排放情景下增幅达5.82%。全球升温2.0℃辽河流域年和四季降水均为增加趋势,夏季降水增幅明显;SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下降水量均为自西南向东北递减,辽宁西部地区降水增幅较为显著,超过15%。不同排放情景下辽河流域极端降水指数均为增加趋势,日降水强度、强降水日数、强降水比例增长显著;随排放情景升高,极端降水指数增长速率增大,SSP5-8.5情景下的增长速率为SSP2-4.5情景下的两倍以上。SSP5-8.5情景下,21世纪末降水强度、强降水日数、强降水比例、强降水阈值、最长连续湿日数、最大十日降水量将达11.66 mm/d、15.15 d、59.08%、32.94 mm、9.69 d、201.29 mm,较基准期增加5.58 mm/d、5.15 d、37.08%、10.15 mm...     

天津沿海地区测风塔不同高度风速特征

利用天津市东部沿海地区汉沽、大港测风塔2017—2019年观测数据,统计分析了测风塔不同高度风速的时间变化特征,对30～100 m风速与10 m风速的关系以及风切变指数的变化规律进行了探讨。结果表明：各个高度上风速均具有明显的季节变化特征,春季风速最大,且最易出现大风天气,平均风速、大风日数及大风强度均达到最高;夏秋季转换期风速最小。风速具有明显的日变化特征,午后各个高度的风速均达到最大值。相关分析表明,30～100 m风速与10 m风速表现出显著的正相关关系。各高度与10 m高度的风速之差、风切变指数呈现出相似的日变化特征,即午后海风盛行阶段两者均最小。此外,通过对比两个测风塔风速的变化特征发现,汉沽平均风速更大,大风天气发生频次更多,强度更强,且风速的日变化和海陆风变化特征更加明显。     

洱海流域生态系统质量变化及其对气候因子的响应

利用多源遥感数据和气象观测数据,基于生态系统生产力指数(EPI)、稳定性指数(ESI)和承载力指数(EBCI),构建遥感综合评价模型,就洱海流域2005—2020年的生态系统质量进行量化研究,并分析其变化与气候因子的相关性。结果表明：洱海流域生态系统质量综合指数(EQCI)均值为56.49(总分100),EPI、ESI和EBCI三项指数均值分别为49.05、74.16和56.97,可见洱海流域生态系统稳定性较好,16 a间EPI、ESI、EBCI和EQCI均呈上升趋势。不同生态系统间,生态质量水平从大到小为：森林>草地>农田>城镇>湿地>水体。当土地类型转变为城镇类型会对生态系统质量带来一定负面影响。草地、森林和农田生态系统中气温和降水与EQCI多呈正相关关系,城镇生态系统中气温与EQCI多呈负相关关系。     

广东孔江国家湿地公园浮游动物群落结构特征研究

为探明广东孔江国家湿地公园浮游动物群落结构与时空变化特征,采集孔江湿地公园浮游动物样品,并利用镜检法进行物种鉴定。结果表明:孔江国家湿地公园共检测到浮游动物49种,其中轮虫26种、枝角类10种、原生动物9种、桡足类4种。浮游动物密度为3.07～15.45 ind./L,平均为8.43 ind./L。浮游动物种类数夏季最多,冬季最少,春秋两季持平。入库溪流的平均物种数量和密度均小于库区。优势种共23种,台湾温剑水蚤(Thermocyclops taihokuensis)、广布中剑水蚤(Mesocyclops leuckarti)为孔江国家湿地公园的常年优势种,夏秋季各优势种的优势度差异不大,在秋冬季以甲壳动物中的枝角类和桡足类占主要优势。Shannon-Wiener多样性指数为1.73～2.91,平均为2.51;Pielou均匀度指数为0.66～0.91,平均为0.84;Margalef丰富度指数为5.95～13.63,平均为10.03。孔江国家湿地公园水体浮游动物群落结构较稳定,富营养化程度较低,属于寡-中污型水体。     

粤港澳大湾区某新设水源保护区土壤重金属污染与生态风险评价

为了解某新设水源保护区土壤重金属污染状况,采集了32个表层土壤样品,测定了镉、砷、锌、铅、铜、汞、镍、铬8种重金属的含量,采用地质累积指数法和潜在生态风险指数法评估了土壤重金属污染程度和潜在生态风险。结果表明:研究区镉存在土壤污染风险,其余7种重金属达标。8种重金属平均含量高于广东省土壤背景值,镉处于轻度~极强度污染状态,其余7种重金属处于中等污染状态。镉生态危害极强,汞生态危害很强,其余6种重金属处于低生态风险等级。镉、汞生态风险高,需加以控制。