地球辐射收支的卫星观测与世界气候研究

一、ERB卫星观测的历史和现状 地球-大气系统(下简称地气系统)与宇宙空间的辐射能交换是影响地球气候演变和异常的决定因子,所以地球辐射收支(ERB)历来是气象学家十分关注的问题。在人类利用人造地球卫星观测地球环境的最初阶段,就考虑到了利用卫星上的传感器观测地球辐射收支的问题。人类第一颗用于气象观测目的人造卫星——探险者7号(Explorer-7)装载了用于ERB观测的仪器——威斯康星半球型黑白传感辐射计,用于观测直接太阳辐射通量、地球和大气反射的短波太阳辐射及地球和大气的放射长波辐射。在其后的实验气象卫星(TIROS系列卫星)、NOAA第一代极轨业务卫星(ESSA系列卫星),NOAA第二代极轨业务卫星(ITOS/NOAA系列卫星)、NOAA第三代极轨业务卫星(TIROS-N/NOAA系列卫星)、NOAA地球静止气象卫星(GOES系列卫星),以及 NASA(国家宇航局)的试验卫星——NIMBUS(雨云)系列卫星上先后装载了各式各样的专门用于或可用于ERB观测的仪器。     

莱州湾海湾扇贝养殖区海水中悬浮颗粒的动态变化

1997年10月和1998年6月，在莱州湾两个主要海湾扇贝养殖区－芙蓉岛海区和金城海区，各定点进行了24h连续观测和取样，并在实验室内分析了总颗粒物（TPM）、颗粒有机物（POM）和叶绿素α的含量。结果表明，6月份金城海区的颗粒有机物和叶绿素α的含量均高于荚蓉岛海区；在10月份，芙蓉岛海区颗粒有机物的含量高于金城海区，但其叶绿素α的含量却低于金城海区，表明金城海区颗粒有机物的质量高于芙蓉岛海区。     

十四株海洋微藻脂肪酸组成的研究

对 4个门的 14株 (红藻门 8株 ,甲藻门 1株 ,隐藻门 2株 ,绿藻门 3株 )海洋微藻进行了脂肪酸含量测定 ,微藻在确定的条件下生长 ,指数生长末期收获。结果表明 ,各门的微藻都有其独特的脂肪酸特征 :红藻中含有大量的 2 0 :4 n- 6和 2 0 :5n- 3,其中紫球藻 R2 5含量最高 ,占总脂肪酸的4 9.8% (AA占总脂肪酸的 2 0 .5% ,EPA占总脂肪酸的 2 9.3% )。隐藻的主要脂肪酸是 16 :0、18:1n- 9、18:3n- 3、18:4 n- 3、2 0 :5n- 3、2 2 :5n- 3。与其它甲藻有别的虫黄藻 ,18:4 n- 3含量很少并且不含EPA,其主要合成的是 16 :0、18:1n- 9和 2 2 :6 n- 3。 C16和 C18的不饱和脂肪酸是本实验研究的 3株绿藻的主要脂肪酸     

面向光学遥感的先进光谱辐射定标技术

辐射定标是光学遥感信息定量化的关键技术之一,它的主要作用体现在(1)在工程研制到在轨运行的全过程中,确定和评估传感器的绝对响应;(2)建立不同平台、不同传感器的辐射量基准,保证相关时间和空间尺度下获得的地球物理数据可以相互比对、转换和融合;(3)通过动态监测,校正传感器的性能衰变,修正大气、照明条件和环境变化等对测量结果的影响,保证测量结果真实反映目标和背景的特征.结合我国空间光学传感器的发展要求,提出了实验室、星上和场地替代辐射定标的实施方案建议.实验室定标的主要作用是建立传感器的输出和已知的、用SI单位表述的入射辐射量之间的定量关系,星上定标能够长期地监测传感器响应的衰变,而场地替代定标可以验证传感器的辐射响应并进行多个传感器的交叉定标.通过这3种独立的定标手段的相互验证和比较,能够有效地提高环境光学遥感信息的定量化水平,保证卫星数据的质量.在综述和比较国内外先进辐射定标技术的基础上,提出采用标准探测器和标准辐射源相融合的辐射定标基本途径,来实现卫星传感器3个阶段的辐射定标,并讨论了技术实现的方案.     

氮浓度对四株海洋绿藻总脂含量和脂肪酸组成的影响

本文用NaNO3作为氮源,分别作了氮浓度的五个水平对2属(小球藻属、裂丝藻属)的四株绿藻的生长率、总脂含量及主要脂肪酸组成的影响。C19、C97和C102的脂肪含量随N浓度的改变而有较大变化,其中C102在1.6m mol/L时脂肪含量达到最大值(24.8%)。C95的脂肪含量随氮浓度变化不大。同时,由氮浓度引起的平均生长率μ与总脂含量之间无明显相关关系。四株绿藻的EPA(20∶5n-3)和PUFAs(polyunsaturated fatty acids)含量随培养基中氮浓度的改变有较大变化但因种而异。C95和C97均在中等氮浓度时EPA含量达到最大值,分别为23.8%和27.4%。C19和C102在高氮浓度(40mmol/L)获得EPA的最大值,分别为25.7%和26.6%。     

FPAR的Monte Carlo模拟研究

FPAR (fraction of photosynthetically active radiation absorbed by the canopy)是植被冠层阻截太阳光合有效辐射的比例,是遥感估算陆地生态系统植被净第一性生产力(NPP)的重要参数.利用Monte Carlo方法模拟光子在植被冠层中的辐射传输过程,以植被冠层二向反射分布函数的模拟来验证模拟的正确性;在此基础上对400-700nm光合作用波段范围内的植被叶片吸收光子辐射比例的FPAR进行模拟.FPAR的Monte Carlo模拟结果,揭示了FPAR与太阳天顶角及植被冠层参数之间的关系.     

玉米冠层FPAR的高光谱遥感估算研-基于PCA方法及近、短波红外波段

光合有效辐射分量(Fraction of Photosynthetically Active Radiation,FPAR)是进行生态系统功能和全球变化研究的重要参数,准确估算FPAR具有重要意义。通过对野外实测玉米高光谱数据和光合有效辐射数据的分析,探讨了主成分分析方法在高光谱信息提取及估算玉米冠层FPAR参数方面的可行性,在此基础上,结合植被指数验证FPAR估算效果,分析近红外及短波红外高光谱数据在FPAR估算方面的应用潜力。     

电离层电子浓度总含量梯度对GPS差分定位精度的影响

针对GPS定位测量的信号传播路径误差,分析了电离层电子浓度总含量梯度对差分定位精度的影响,利用L1载波重点讨论了1999年-2000年太阳活动期间低纬度赤道异常地区GPS差分定位精度的问题,同时验证对于长基线采用GPS广域差分技术可以使电离层定位误差得到明显提高。     

非均匀月壤介质的被动微波辐射传输模拟

基于非均匀月壤物理模型和辐射传输方程,模拟月壤介质中的微波辐射传输特性,探讨频率、月壤厚度等与月表亮温的关系。结果表明:在低频段,月壤微波辐射亮温的动态变化范围较大,可探测的月壤厚度大,3 GHz时的最大可探测月壤厚度达12.4 m;在高频段对应的可探测月壤厚度较小,特别是从50GHz往后的频率段内,最大可探测月壤厚度均小于2 m。不同频率的亮温-厚度变化曲线没有交叉点,且频率越高,所能探测的月壤厚度越小。根据模拟结果,建立了月壤厚度与亮温的查找表。基于查找表,利用单个波段的亮温数据即可得到月壤厚度信息。