高分五号热红外传感器多通道SST反演

2018-05高分五号（GF-5）卫星发射升空,其上搭载的全谱段成像仪在热红外8—13 μm谱段范围内具有4个温度反演通道（B09,B10,B11,B12）,空间分辨率设计优于40 m,在国内民用传感器领域实现了由单通道向多通道、中空间分辨率向高空间分辨率的跨越式突破,使得GF-5卫星热红外数据在地表热环境遥感领域具有极其重要应用价值。本研究基于GF-5的4个热红外通道的通道响应函数,利用全球742条TIGR（Thermodynamic Initial Guess Retrieval）探空廓线数据,进行不同观测角度、水汽含量和海表发射率条件下的MODTRAN4.0（Moderate resolution atmospheric Transmittance and Radiance code4.0)辐射传输过程模拟,基于模拟结果分别对两通道、三通道和四通道劈窗算法海表温度SST（ Sea Surface Temperature）反演系数进行修订,并分析观测角度、水汽含量和海表发射率对不同通道组合的精度影响,并通过GF-5卫星实际反演的SST结果进行验证。GF-5全谱段成像仪SST反演两通道劈窗算法组合共有6种,即B09-B10、B09-B11、B09-B12、B10-B11、B10-B12、B11-B12;三通道劈窗算法组合共有4种,即B09-B10-B11、B09-B10-B12、B09-B11-B12、B10-B11-B12;四通道劈窗算法组合1种,即B09-B10-B11-B12。通过对不同通道组合形式研究发现,水汽含量对SST反演精度有较大的影响,且温度反演的精度随着水汽含量的增加而降低;其次是观测角度,SST反演精度随着观测天顶角的增大而降低;最后是发射率的影响,两通道、三通道和四通道劈窗算法SST反演精度随着发射率的变化总体在0.1 K以内变化。最后以大亚湾核电站周围海域为验证区,用GF-5热红外遥感影像进行SST的反演并做误差分析,结果表明B09-B10通道SST反演实际误差为0.57 K,反演精度较高,实际误差与理论模拟误差相差0.24 K,差异的来源主要包括辐射定标和传感器噪声等要素影响,其他通道形式反演精度有待于传感器响应稳定后进一步验证。     

基于Landsat TM/ETM＋数据的北京城市热岛季节特征研究

利用1988—2006年20景LandsatTM和ETM＋数据分析了北京市城市热岛的季节变化特征。通过反演地表温度,建立统一的城市和农村区域,计算了城市热岛强度,并采用多项式拟合获取了城市热岛强度的季节变化曲线;同时,分析了热岛强度季节特征与气候因子的关系。另外利用4景2005—2006年不同季节Landsat TM影像,分析了不同季节城市热岛的空间变化特征,并选择穿越北京城区的两条不同方向剖线（SE-NW和SW-NE）,分析了沿剖线方向城市热岛与地表类型的关系。结果显示,北京城市热岛具有明显的季节变化特征,与总云量的季节变化关系显著。最大热岛强度出现在夏季,呈现片状发散和零星热岛并存的空间分布特征。冬季为冷岛特征,其空间分布与夏季热岛一致。春秋两季热岛强度最小,但春季热岛空间差异较大。在相同季节,城市热岛强度和空间尺度在不同剖线方向具有明显的差异,这与不同地类的空间分布有关。     

南极东方站深冰层及冰下湖钻探技术

自1970年至今,前苏联和俄罗斯在南极东方站持续进行了近50年的冰层钻探活动,先后攻克了包含粒雪层、冰层、冰岩夹层和湖水冻结冰的复杂冰层钻进难题,逐渐形成了一套集热融取芯钻探、电动机械取芯钻探和分支孔钻探等为一体的深冰芯钻探技术。创造了冰层最深干孔钻进深度记录（952.4 m）、最深热融取芯钻进记录（2755 m）、最深冰芯钻探记录（3769.3 m）,累计进尺达13000 m,并获取了总长超46 m的含湖水冻结冰样品的冰芯。东方站的钻探活动对极地冰层钻探技术的发展起到了巨大的推动和引领作用,同时积累了宝贵的深冰钻探经验。通过对东方站深冰钻探技术的系统梳理,将为我国正在实施的深冰芯钻探和即将开启的冰下湖科学钻探提供重要的借鉴。     

安徽大别山北部榴辉岩的分布及主要特征

安徽大别山北部新发现的榴辉岩主要产于花岗质片麻岩及基性—超基性岩中 ,与大别山南部的榴辉岩在产出围岩、矿物组成及地球化学特征等方面均十分相似。现今榴辉岩南多北少的分布 ,主要是在中生代热隆构造体制下剧烈差异抬升剥蚀 ,中生代花岗岩大面积侵位所致。     

甘肃春季(3～5月)沙尘暴成因分析

甘肃春季(3～5月)沙尘暴小波变换分析清楚地反映了甘肃春季沙尘暴不同时间尺度周期振荡的交替作用。甘肃中西部自20世纪80年代以来变暖,其变暖与太阳黑子周期长度(SCL)密切相关。甘肃春季沙尘暴与甘肃中西部热力因子和降水研究表明,当冬季冷空气活动频繁,春季气温回升快,气温波动幅度大,降水偏少,甘肃春季容易发生沙尘暴。     

东营凹陷热流体活动及其对水-岩相互作用的影响

从气体地球化学、有机质热变、包裹体均一温度、古地温梯度、成岩矿物、重金属元素和岩浆活动等方面证实了东营凹陷发生了大量的热流体活动.热流体主要沿活动性较强的深大断裂运移至浅部, 并以侧向强迫对流为主, 同时具有多期次活动的特点.热流体通过改变温度场和地温梯度以及带入一些无机物质, 导致水-岩相互作用强度和类型的差异.      

桂北豆乍山岩体放射性地球化学特征及其干热岩资源潜力研究

对桂北豆乍山岩体钻孔样品进行了放射性生热元素含量、岩石密度和岩石热导率测试.结果 显示该岩体花岗岩U平均含量为17.49×10-6,Th平均含量为27.54×10-6,K2O平均含量为4.64％,放射性生热率平均值6.46 μW/m3,高于地壳平均值及大部分华南其他岩体的放射性生热率值;岩石密度平均在2.57 g/cm...     

鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组物源分析及热演化

本文以鄂尔多斯盆地南部旬邑地区上三叠统延长组为例系统研究了其物源区属性及热演化。采用碎屑锆石LA-ICP-MS定年的方法,通过分析砂岩样品中碎屑锆石U-Pb的年龄结构及组成,明确了其物源区属性。研究表明:长7碎屑锆石存在225～264 Ma、276～408 Ma、413～458 Ma、727～851 Ma、1249～1749 Ma和1868～2469 Ma 6个年龄区间,分别对应于印支期、海西期、加里东晚期、Rodinia超大陆裂解、晋宁运动早中期和古元古代的构造热事件,研究区物源复杂,主要来自于北秦岭西段、秦祁造山带、西秦岭、祁连造山带东段及天山—兴蒙造山带,阿拉善地块和盆地北部山区也可能为本区提供物源,古水流分析表明研究区的物源方向为近南部。通过磷灰石裂变径迹年龄分析及热史模拟,明确了研究区在100 Ma左右的早白垩世经历了重要的构造热事件,是油气藏形成的重要时期。自此以后,又经历了4次比较明显的热演化,100～43 Ma为缓慢抬升阶段,进入部分退火,冷却速率大概在0.44℃/Ma,43～36 Ma为一快速抬升阶段,冷却速率达到4.3℃/Ma,36～24 Ma为又一期的缓慢抬升,冷却速率在0.52℃/Ma左右,从24～17 Ma样品又经历了一次快速的抬升过程,冷却速率在1.5℃/Ma左右。研究区43 Ma以来的抬升剥蚀明显受到印度板块与亚欧板块碰撞的影响。     

基于全耦合的地表径流与土壤水分运动数值模拟

针对降雨径流从坡面流下的过程中会发生下渗,导致土壤水非饱和带含水率增大这一动力学过程,从物理机制上对土壤水和地表水进行耦合,将二维平面地表水模型叠置在土壤水模型的顶部,对土壤水、地表水模型进行相同的空间和时间离散,在模型的计算过程中通过达西流关系对两者之间的水量交换进行计算(双层结点法耦合)或整合离散方程的整体法进行耦合。通过对两种耦合方法的比较以及与前人的实验结果对比,该模型与耦合方法能够准确地模拟和预测地表径流与土壤水分运动过程。研究结果可为分析地表水流与饱和-非饱和带水分与溶质耦合机理提供理论支持。