气候变化背景下天山区域地表反照率特征分析

气候变化背景下地表反照率的变化能够深刻影响整个陆-气系统的能量收支平衡,引起区域以至全球的生态环境发生变化。基于2001-2013年16 d合成的MODIS/MCD43A3等数据,结合均值分析、斜率分析以及相关分析等研究方法,对气候变化背景下天山区域地表反照率时空变化特征进行分析。在空间分布上,近13 a来天山区域年均地表反照率达到0.217,伊犁河谷地区及天山北麓地表反照率较高,山区地表反照率较低,空间上呈交叉分布的特点;在时间分布上,研究区年均地表反照率缓慢增加,季节性差异明显,地表反照率秋季最高、春季最低,冬、春两季地表反照率波动强于其他季节;近13 a来地表反照率与气候因子之间存在较为明显的响应关系。年均地表反照率随着4、12月份气温的增加不断减小,随着7、8月份降水的减少而明显增加,与同期气温、滞后1月降水之间存在显著相关。     

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。     

利用MODIS可见光波段反演陆地气溶胶光学厚度

利用Herold等建立的地表反射率库及MODIS遥感影像研究城市区和非城市区典型地物在可见光红蓝波段地表反射率的比值特性。在此基础上,利用MODIS 1km分辨率遥感影像红蓝可见光波段实现了气溶胶光学厚度的反演,采用卫星过境时间前后半小时北京和香河AERONET站的气溶胶光学厚度观测平均值作为验证参考。结果显示,66.67%的反演结果处于±0.05±0.15τ的误差界限内,反演算法不受地表反射率的限制,而且只利用了可见光红蓝波段,避免缺少近红外波段数据的限制。     

Monitoring vegetation dynamics with medium resolution MODIS-EVI time series at sub-regional scale in southern Africa

Currently there is a lack of knowledge on spatio-temporal patterns of land surface dynamics at medium spatial scale in southern Africa, even though this information is essential for better understanding of ecosystem response to climatic variability and human-induced land transformations. In this study, we analysed vegetation dynamics across a large area in southern Africa using the 14-years (2000–2013) of medium spatial resolution (250 m) MODIS-EVI time-series data. Specifically, we investigated temporal changes in the time series of key phenometrics including overall greenness, peak and timing of annual greenness over the monitoring period and study region. In order to specifically capture spatial and per pixel vegetation changes over time, we calculated trends in these phenometrics using a robust trend analysis method. The results showed that interannual vegetation dynamics followed precipitation patterns with clearly differentiated seasonality. The earliest peak greenness during 2000–2013 occurred at the end of January in the year 2000 and the latest peak greenness was observed at the mid of March in 2012. Specifically spatial patterns of long-term vegetation trends allowed mapping areas of (i) decrease or increase in overall greenness, (ii) decrease or increase of peak greenness, and (iii) shifts in timing of occurrence of peak greenness over the 14-year monitoring period. The observed vegetation decline in the study area was mainly attributed to human-induced factors. The obtained information is useful to guide selection of field sites for detailed vegetation studies and land rehabilitation interventions and serve as an input for a range of land surface models.     

滇西思茅盆地景谷地区曼岗组石英颗粒表面特征及其指示意义

石英具有硬度大和化学稳定性高的特点,其颗粒表面特征能很好的反映沉积环境,通过扫描电镜观察石英表面微细特征是判别沉积环境行之有效的方法。思茅盆地白垩系曾一度被认为是陆相水成沉积,笔者通过野外识别及室内基础研究发现,景谷地区下白垩统曼岗组具有风成沉积特征,需对该套地层开展石英颗粒表面特征的系统研究来进一步确定其沉积相,研究结果表明:研究区曼岗组石英颗粒表面具有明显的风成特征,磨圆度高,普遍发育典型的蝶形撞击坑、新月形撞击坑、毛玻璃化表面,存在沙漠漆,极易与水成特征相区别;而其较强的溶蚀作用与沉淀作用则显示了当时干旱炎热的气候条件。在风成沉积确定的基础上,笔者再结合典型沉积构造,粒度分析、岩性特征等沉积特征进行综合分析,认为研究区曼岗组应属沙漠沉积。     

热带气旋"凤凰"（2014）的结构演变及其引起的海洋响应分析

利用日本多功能运输卫星（Multi-functional Transport Satellite,简称为MTSAT-2）逐小时云顶亮温资料、Climate Prediction Center Morphing Technique（CMORPH）逐3小时降水资料及南海北部的现场观测资料,对2014年第16号热带气旋"凤凰"的结构演变和远距离洋面上的海洋响应特征进行了研究。结果表明:高空环流形势场的变化主导了"凤凰"的移动方向,调整其云系结构;"凤凰"过境期间测站处气压和气温明显下降,风速和相对湿度有所增加,并伴随有多次阵性降雨过程,最大降雨量可达174 mm/h;"凤凰"引起的强混合的热泵作用导致测站处海洋混合层冷却加深,三个站位观测到的最大海表面降温分别为0.53 ℃（站位2）、0.50 ℃（站位4）、1.18 ℃（站位5）;"凤凰"期间海表面盐度下降,且强降盐过程与降水时段具有较好的时间一致性,降水时段内,三个站位观测到的表层最大降盐量分别为0.557 psu（站位2）、0.407 psu（站位4）、0.773 psu（站位5）。      

一次黄海海雾成因分析及数值模拟试验

根据GOES-9(Geostationary Operational Environmental Satellite）可见光卫星云图和韩国济州岛探空资料等,利用RAMS(Regional Atmospheric Modeling System)模式（6.1版）对2009年3月17-18日发生在黄海海域的一次大风条件下出现的海雾天气进行模拟。结果表明：与卫星云图所显示的雾区范围相比,模拟结果对海雾的生成、发展、移动都有较好吻合;云水混合比是影响大气水平能见度分布的主要因子,云水混合比大值区主要集中在距地面300 m以下的低空;雾区存在几个云水混合比大值区,并分布在不同的高度,说明海雾的团状不均匀结构;海上平流雾常发生在风速较大的情况下,RAMS模式对此具有一定的模拟能力。     

Last Glacial Maximum Sea Surface Temperatures: A Model-Data Comparison

In this study,the authors investigated changes in Last Glacial Maximum(LGM)sea surface temperature(SST)simulated by the Paleoclimate Modelling Intercomparison Project(PMIP)multimodels and reconstructed by the Multiproxy Approach for the Reconstruction of the Glacial Ocean Surface(MARGO)project,focusing on model-data comparison.The results showed that the PMIP models produced greater ocean cooling in the North Pacific and Tropical Ocean than the MARGO,particularly in the northwestern Pacific,where the modeldata mismatch was larger.All the models failed to capture the anomalous east-west SST gradient in the North Atlantic.In addition,large discrepancies among the models were observed in the mid-latitude ocean,particularly with models in the second phase of the PMIP.Although these models showed better agreement with the MARGO,the latest models in the third phase of the PMIP did not show substantial progresses in simulating LGM ocean surface conditions.That is,improvements in the modeling community are still needed to describe SST for a better understanding of climate during the LGM.     

海表温度异常影响东亚夏季风年代际变化的数值模拟

采用1950-2000年逐月观测的不同海域(全球、热带外、热带、热带印度洋-太平洋、热带印度洋及热带太平洋)海表温度分别驱动NCAR CAM3全球大气环流模式,进行了多组长时间积分试验,对比ERA-40和NCEP/NCAR再分析资料,讨论了这些海域海表温度异常对东亚夏季风年代际变化的影响。数值试验结果表明:全球、热带、热带印度洋-太平洋和热带太平洋海表温度变化对东亚夏季风的年代际变化具有重要作用,均模拟出了东亚夏季风在20世纪70年代中后期发生的年代际减弱现象,以及强、弱夏季风年代夏季大气环流异常分布的显著不同,这与观测结果较一致,表明热带太平洋是影响东亚夏季风此次年代际变化的关键海区;利用热带印度洋海表温度驱动模式模拟出的东亚夏季风在20世纪70年代中后期发生年代际增强现象,即当热带印度洋海表温度年代际偏暖(冷)时,东亚夏季风年代际增强(减弱),与热带太平洋海表温度变化对东亚夏季风年代际变化的影响相反;热带太平洋海表温度年代际背景的变化对东亚夏季风在20世纪70年代中后期的年代际减弱有重要作用。