通用劈窗算法的NOAA-18(N)AVHRR/3数据地表温度遥感反演与验证

本文以NOAA-18(N)AVHRR/3数据,运用通用劈窗技术获得地表温度。首先,利用MODTRAN 4模拟不同地表和大气状况下热红外通道(Ch4,10.3~11.3μm和Ch5,11.5~12.5μm)的星上亮温,并建立模拟数据库。其次,按照地表温度、大气可降水汽含量、地表比辐射率和观测天顶角,对模拟数据库分组,确定出各分组的通用劈窗算法系数。然后,将构建的地表温度反演模型应用到NOAA-18(N)AVHRR/3数据,模型所需的地表比辐射率由NDVI阈值法确定,大气可降水汽含量是利用Li等(2003)提出的一种劈窗的协方差与方差比的方法来估算。反演结果表明:在观测天顶角小于30°或者大气可降水汽含量小于3.5 g/cm2时,地表温度反演的均方根误差小于1.0K;在观测天顶角小于45°并且大气可降水汽含量小于5.5g/cm2情况下,均方根误差小于1.5K。最后,利用美国通量站的实测数据对地表温度反演结果进行了验证,结果表明均方根误差小于1.8K。     

气候变暖的归因研究

气候变暖的成因是目前国际上的一个争议焦点,代表国际主流思想的4次IPCC评估报告[1-4]认为是人类活动的影响造成了变暖,其中包括温室效应加剧使气候变暖,而气溶胶的直接和间接影响则抵消了一部分变暖.但是,从20世纪末至今对气候变暖持怀疑观点的科学家,仍然不断对气候变暖的原因提出质疑[5 7].所以气候变暧的归因研究仍然是国际上的热门问题.     

南海北部海底沉积物在温度变化下的三种声速类型

研究南海北部海底沉积物温度变化状态下声速性质,得出以下结论:(1) 南海北部海底沉积物具有声速温度正增长(STPIK)、声速温度负增长(STNIK)和声速温度波动(STWK)三种类型,后两种类型在世界其他范围内海域未见报道.(2) 声速温度正增长类型和声速温度负增长类型沉积物的温度变化对声速影响都具有十分显著的线性关系,但是原状样品由于组成不均匀性,增大了声速的非线性变化.(3)南海北部海底沉积物的孔隙度、密度等主要物理参数差异不明显,难以直接解释三类样品的温度-声速性质的不同.(4)对于STPIK类型沉积物,理论分析与实验结果的统一性,可以运用海底沉积物与海水声速比进行校正不同温度状态下的海底沉积物的声速.(5)对于STNIK和STWK类型沉积物,需要深入研究,从理论和实验角度揭开其机理和成因.海底沉积物声速-温度特性研究将为提高南海北部海域天然气水合物声学探测精度和准确度提供声速性质依据.     

中国热浪事件的大气扰动结构及其稳定性分析

利用对流层至平流层大气变量的物理分解,本文发现400 hPa上的天气尺度温度扰动正值和250 hPa上的天气尺度高度扰动正值能够指示地面上的高温和热浪事件.理论和观测分析发现,当扰动静止波中心出现在40°N-45°N时,准静止波波长较长,影响范围大,持续时间久,容易在中国形成区域持续性热浪事件.在江南-华南、长江沿江及河套-华北的区域,干热浪事件静止波的稳定时间在6.5天以上.对流层大气天气尺度扰动波动在垂直方向具有倾斜特征,250 hPa高度上,静止波稳定位置比地面热浪区域中心普遍偏北6~12个纬距.在低纬度(副热带高压带南侧),大气中向西北方向移动的天气尺度扰动,只有到达副高脊线以北的西风带后,才能形成静止波.     

依兰-伊通断裂带地表温度变化分析

GPS结果显示,2011年3月11日日本MW9.0大地震引起了我国东北地区的拉张活动增强,其中,依兰——伊通断裂带最显著．这个变化在温度场中是否也有所响应是一个值得探讨的问题,也是一个利用地表温度进行现今构造活动探索的机会．本文利用2000——2011年的中分辨率成像光谱仪(MODIS)地表温度产品对东北地区地表温度进行了分析,以去除稳定年周期变化的年变残差作为研究对象, 通过空间和时间分析,排除地形、纬度、气象等干扰因素的影响,寻找与构造活动相关的热信息．结果表明, 2001年初和2010年初依兰——伊通断裂北段曾经出现了显著的降温现象,且降温过程持续约两个月．通过气象资料分析,初步认为上述现象并非由气象因素引起．这与GPS远场同震位移结果所显示的依兰——伊通断裂带在日本地震后出现相对比较明显的张性应变相吻合. 初步认为上述降温现象与依兰——伊通断裂的拉张增强有关．      

温度对甚宽频地震计灵敏度影响的研究

温度对地震观测仪器等精密测量仪器的影响是普遍存在的,并且对仪器材料性能、元件等参数的影响是不可忽视的.对于台站运行中地震观测仪器,尤其是慢变形变观测仪器,更容易受温度变化的影响.温度、湿度等是地震观测台站非常重要的环境参数,超出正常工作温度范围,仪器则不能正常工作,使得记录中断或失常,严重影响了观测的连续性和完整性.     

地球科学:深部的铸造厂

教科书将地球描述为洋葱式的层状结构,中心有个固态的铁球.中心的部分称为内核,被认为是由外围的液态外核逐步冷却、固化形成的[1].在本期的第361页,格宾斯(Gubbins)和同事们[2]完全改变常规,认为内核表面有很大一部分正在熔化.     

压性雁列断层亚失稳阶段亮温场演化的实验研究

利用热红外遥感影像对断层活动的研究表明,与构造活动相关的热场和GPS数据得到的变形场密切相关.实验室对热场和变形场之间关系的研究是解释其机理的重要基础.本实验室的新设备德国制冷型InfraTec-8800热像观测系统,热灵敏度提高至25 mK,通过平滑差值等数据处理方法,其温度分辨率可达5 mK;采样速率最高可达90 Hz;图像空间分辨率为5120640像素,每个像素对应于实际尺寸的0.35 mm.     

井水温度动态的复杂性及其机制问题讨论

我国已建立由上百口观测井组成的地热动态观测网,其中绝大多数井中观测的是水温动态,少数井中观测地温动态.水温动态观测,已取得了十分丰富的资料,其中被确认为有用的是地震前的异常信息、地震时的同震信息及地球固体潮信息.     

温度对CFRP-混凝土界面粘结滑移行为的影响

将粘贴碳纤维(CFRP)粘贴于混凝土表面来加固钢筋混凝土结构的方法,由于施工便捷而被广泛应用。但是粘贴CFRP所用的环氧类胶黏剂对温度过于敏感,明显影响加固效果。尤其是用CFRP加固的混凝土结构的耐火性能很差,限制了这一加固技术的推广。本文在先后2次对不同温度下CFRP-混凝土界面粘结滑移行为试验研究的基础上,结合目前已有的研究成果,对CFRP-混凝土界面粘结滑移行为受温度影响的特性进行评述,并从材性方面对温度对界面的粘结滑移行为的影响进行了机理分析,为分析常温下CFRP加固混凝土结构受力性能和高温(火灾)下防火保护的CFRP加固混凝土结构抗火性能提供了依据。