青藏高原不同土地覆盖类型下积雪面积判别算法优化北大核心CSCD

MODIS V006版本数据仅提供了归一化积雪指数(NDSI),而用户往往关心的是直观的积雪分类,包括积雪范围或积雪覆盖率。美国国家冰雪数据中心推荐全球积雪范围最佳的NDSI阈值为0.4,但是青藏高原地形复杂多样,积雪斑块化特征明显,单一阈值并不能精确地判识不同下垫面上的积雪。青藏高原被称为地球的第三极,是中国三大稳定积雪区之一,蕴藏了大量的淡水资源。随着全球气候变暖,青藏高原地区积雪融化时间提前,冰川融水增加,影响河流水量,造成洪涝灾害,进而影响人类正常生产生活,因此通过确定不同下垫面阈值,改善传统阈值的积雪高估低估现象,提高积雪识别精度,进而更准确地探究青藏高原积雪状况,显得尤为迫切。本文以青藏高原为研究对象,首先生成MODIS逐日无云NDSI序列并进行验证;其次对应站点雪深数据与NDSI序列,证实在下垫面为林地和非林地的区域,去云NDSI序列与站点雪深均有良好的对应关系,确定不同下垫面最优阈值范围;最后在最优阈值范围内通过混淆矩阵确定最优阈值。计算得出,林地NDSI=0.03时,总体精度最高为94.02%,在该NDSI之下,高估误差OE和低估误差UE分别为1.21%和4.60%;非林地NDSI=0.26时,总体精度OA最高为94.27%,在该NDSI之下,高估误差OE和低估误差UE分别为0.51%和5.03%。因此选取优化后林地阈值为NDSI=0.03,非林地阈值为NDSI=0.26。为避免地面常规观测资料尺度上的局限性,本文采用高精度的Landsat 8 OLI卫星数据识别结果,作为“真值”对优化后阈值的判别结果进行“像元—像元”级别的验证。在定量验证中,优化后NDSI阈值对MOD10A1 V006积雪判别结果的总体精度OA为84.21%,高估误差OE为5.33%,低估误差UE为10.46%;传统阈值对MOD10A1 V006积雪判别结果的总体精度OA为82.86%,高估误差OE为1.48%,低估误差UE为15.66%。可以看出在定量验证中,优化后阈值的积雪判别精度更高。同时在定性验证中,积雪大面积集中的区域,新的阈值与传统阈值提取效果均相对较好;积雪相对分散破碎的区域,优化后阈值能提取出大量积雪,传统阈值则不能。这表明考虑不同土地覆盖类型下的NDSI阈值优化可以有效地提高青藏高原积雪判别精度,为NDSI在积雪识别中的应用提供有力的支撑,有助于更准确地了解该地区积雪分布状况。     

Seasonal Prediction of the Global Precipitation Annual Modes with the Grid-Point Atmospheric Model of IAP LASG

A right annual cycle is of critical importance for a model to improve its seasonal prediction skill. This work assesses the performance of the Grid-point Atmospheric Model of IAP LASG （GAMIL） in retrospective prediction of the global precipitation annual modes for the 1980 2004 period. The annual modes are gauged by a three-parameter metrics： the long-term annual mean and two major modes of annual cycle （AC）, namely, a solstitial mode and an equinoctial asymmetric mode. The results demonstrate that the GAMIL one-month lead prediction is basically able to capture the major patterns of the long-term annual mean as well as the first AC mode （the solstitial monsoon mode）. The GAMIL has deficiencies in reproducing the second AC mode （the equinoctial asymmetric mode）. The magnitude of the GAMIL prediction tends to be greater than the observed precipitation, especially in the sea areas including the Arabian Sea, the Bay of Bengal （BOB）, and the western North Pacific （WNP）. These biases may be due to underestimation of the convective activity predicted in the tropics, especially over the western Pacific warm pool （WPWP） and its neighboring areas. It is suggested that a more accurate parameterization of convection in the tropics, especially in the Maritime Continent, the WPWP and its neighboring areas, may be critical for reproducing the more realistic annual modes, since the enhancement of convective activity over the WPWP and its vicinity can induce suppressed convection over the WNP, the BOB, and the South Indian Ocean where the GAMIL produces falsely vigorous convections. More efforts are needed to improve the simulation not only in monsoon seasons but also in transitional seasons when the second AC mode takes place. Selection of the one-tier or coupled atmosphere-ocean system may also reduce the systematic error of the GAMIL prediction. These results offer some references for improvement of the GAMIL seasonal prediction skill.     

山东重力场季节性变化特征

利用山东地区2010—2012年6期流动重力测量资料,研究了鲁南网重力场的变化特征。结果表明重力场呈明显的季节性变化,即每年的3月与8月,重力场存在反向变化,变化幅值相近;季节性变化与降水有关。     

全球MS≥8.0地震和中国大陆MS≥7.0地震发生与地球自转速率变化的关系

利用1963—2017年间中国大陆地区29次M_S≥7.0地震和全球范围内42次M_S≥8.0地震资料,根据地球自转速率季节性变化计算了它们的相位角,分析了它们的相位角分布,利用统计检验方法对它们与地球自转季节性变化之间的关系进行了检验。结果是:中国大陆地区M_S≥7.0地震,约81%的地震发生在地球自转速度季节性变化加速初期和高值点附近-减速初期,在α=0.001显著性水平下通过显著性检验。全球范围发生的M_S≥8.0地震,约68%的地震发生在地球自转速度季节性变化低值点附近,在α=0.001显著性水平下通过显著性检验。      

中国西部积雪对我国汛期降水的影响

本文利用台站及卫星资料建立了中国西部积雪３０年逐月时间序列。该序列是目前资料时间最长、最好的序列，为研究该区积雪月际和年际变化及其影响提供了较可靠的依据。中国西部冬春积雪对我国汛期降水的影响平均为负相关趋势，与６月降水的相关分布较有规律，冬春多（少），其它地区６月降水偏多（少）。我国西部多（少）雪对６月从份５００ｈＰａ高度的变化是：高原北边高纬高度降低（升高）及副热地区升高（降低），有（不）利于高     

中国积雪资源时空演变特征及其旅游开发关键区识别

积雪资源深刻影响着滑雪旅游的发展与布局,刻画中国积雪资源时空特征,识别旅游开发关键区,对中国冰雪旅游高质量发展具有重要意义。本文通过Mann-Kendall突变检验、热点分析、重要-感知实绩分析（IPA）等方法刻画中国1979—2020年积雪资源时空演变特征,构建资源稳定性-旅游开发适宜性指标体系,识别中国滑雪旅游开发关键区。结果表明：(1)中国积雪资源过去40年变化可划为3个阶段,1980—1995年（Ⅰ）积雪资源下降,1995—2010年（Ⅱ）增加,2010—2020年（Ⅲ）下降。在空间上,变化面积呈现Ⅰ-Ⅱ（33.2%）>Ⅱ-Ⅲ（31.1%）>Ⅰ-Ⅲ（29.3%）的特征;(2)中国积雪资源在月尺度上,1—3月（Ⅰ）积雪资源基本维持稳定,3—10月（Ⅱ）显著下降,10—12月（Ⅲ）恢复。在空间上,变化面积呈Ⅰ-Ⅲ（30.3%）>Ⅱ-Ⅲ（28.3%）>Ⅰ-Ⅱ（26.8%）的变化规律;(3)中国境内滑雪旅游开发极关键区面积占比为4.90%、关键区为11.69%、一般区为31.57%、不关键区为25.73%、极不关键区为26.11%,总体来看中国境内85%的区域不...     

青藏高原积雪和季节冻融层的突变特征及其对中国降水的影响

利用青藏高原气象台站观测的积雪和冻土资料,建立了高原积雪和季节冻融层1965—2004年的变化序列,通过滑动T平均、M-K检验、动力学分割算法(BG算法)等方法检验出高原积雪没有发生明显的突变过程,而高原季节冻融层在1987年前后有一次明显的突变,冻结深度减少比较显著.当高原积雪偏少时,华南和西南降水偏多,而当高原冻结较厚时,全国的降水几乎都偏少.通过计算高原积雪和季节冻融层与全国夏季降水的单因子相关和复相关发现,积雪和季节性冻土对中国夏季降水都有一定的可预测性,但是如果共同考虑两个因子的影响,则能够提高夏季降水预测的准确率.考虑两个因子的共同影响,有3个明显的相关带,分别是北部沿大兴安岭经太行山北部到陕北最后到河西走廊,中部在长江中下游地区,南部则是沿武夷山经南岭到云贵高原中部.     

A Modeling Study of the Effects of Anomalous Snow Cover over the Tibetan Plateau upon the South Asian Summer Monsoon

The effect of anomalous snow cover over the Tibetan Plateau upon the South Asian summer monsoon is investigated by numerical simulations using the NCAR regional climate model (RegCM2) into which gravity wave drag has been introduced. The simulations adopt relatively realistic snow mass forcings based on Scanning Multi-channel Microwave Radiometer (SNINIR) pentad snow depth data. The physical mechanism and spatial structure of the sensitivity of the South Asian early summer monsoon to snow cover anomaly over the Tibetan Plateau are revealed. The main results are summarized as follows. The heavier than normal snow cover over the Plateau can obviously reduce the shortwave radiation absorbed by surface through the albedo effect, which is compensated by weaker upward sensible heat flux associated with colder surface temperature, whereas the effects of snow melting and evaporation are relatively smaller.The anomalies of surface heat fluxes can last until June and become unobvious in July. The decrease of the Plateau surface temperature caused by heavier snow cover reaches its maximum value from late April to early May. The atmospheric cooling in the mid-upper troposphere over the Plateau and its surrounding areas is most obvious in May and can keep a fairly strong intensity in June. In contrast, there is warming to the south of the Plateau in the mid-lower troposphere from April to June with a maximum value in May.The heavier snow cover over the Plateau can reduce the intensity of the South Asian summer monsoon and rainfall to some extent, but this influence is only obvious in early summer and almost disappears in later stages.     

天山西部季节性积雪密度及含水率的特性分析

利用Snow Fork雪特性分析仪采集积雪物理特性(积雪深度、积雪密度、体积含水率)数据,分析了天山积雪雪崩站稳定积雪期和非稳定积雪期雪物理特性的时间变化特征及其在垂直剖面上的廓线分布.结果表明: 1)稳定期积雪深度随时间缓慢减小,体积含水率垂直廓线随积雪深度变化呈单峰曲线,峰值距雪表面约33 cm,雪密度垂直廓线为中部大、积雪表层和底部较小;2) 非稳定积雪期积雪迅速沉陷,体积含水率相对于雪层温度的变化有滞后效应,滞后时间约为2 h,雪密度垂直廓线与稳定期相同.整个非稳定积雪期的日平均雪密度与日平均含水率、日平均温度均呈显著正相关.     

冰川和常年积雪常态化地理国情监测开展模式初探

应“十三五”开展常态化地理国情监测之需求,以冰川和常年积雪为监测对象,对冰雪常态化地理国情监测的开展模式进行了初步探索。主要内容有：冰雪监测内容、监测周期和监测方法,冰雪统计分析与评价。对于冰雪统计分析与评价,主要结合相关行业需求,重点在于指标构建。