中心城区地表温度空间分布及地物降温效应——以南京市为例

基于TM图像,采用灰度图像分割算法,自动提取南京市中心城区的不透水面、植被及水体;并用单窗算法反演了地表温度;依据离市中心的距离将中心城区分为45级缓冲区,依次统计分析每一级缓冲区内的平均温度、不透水面温度、植被温度、水体温度及各类地物的面积比例等;建立了地表温度与不透水面比例、植被比例、水体比例之间的关系模型.研究结果表明:随离市中心距离的增大,地表温度降低;植被、水体具有降温效应,水体的降温效应是植被的2.43倍;地表温度与不透水面比例、植被比例、水体比例的综合关系模型模拟效果较好.     

Estimation of the Land Surface Emissivity in the Hinterland of Taklimakan Desert

An accurate accounting of land surface emissivity(ε) is important both for the retrieval of surface temperatures and the calculation of the longwave surface energy budgets.Since ε is one of the important parameterizations in land surface models(LSMs),accurate accounting also improves the accuracy of surface temperatures and sensible heat fluxes simulated by LSMs.In order to obtain an accurate emissivity,this paper focuses on estimating ε from data collected in the hinterland of Taklimakan Desert by two different methods.In the first method,ε was derived from the surface broadband emissivity in the 8–14 μm thermal infrared atmospheric window,which was determined from spectral radiances observed by field measurements using a portable Fourier transform infrared spectrometer,the mean ε being 0.9051.The second method compared the observed and calculated heat fluxes under nearneutral atmospheric stability and estimated ε indirectly by minimizing the root-mean-square difference between them.The result of the second method found a mean value of 0.9042,which is consistent with the result by the first method.Although the two methods recover ε from different field experiments and data,the difference of meanvalues is 0.0009.The first method is superior to the indirect method,and is also more convenient.     

基于CERES观测数据的全球行星反照率时空变化特征分析

为了理解行星反照率时空变化规律及成因,基于CERES数据对全球行星反照率的大气(主要为云与气溶胶等)和地表贡献进行了分解,通过Theil-Sen+Mann-Kendall方法得到了2001～2018年全球行星反照率及其大气和地表贡献的时空变化趋势,并基于回归分析方法对典型区域的变化趋势进行了初步解释.研究结果表明:1)...     

考虑降雨作用的多年冻土区不同地表土质活动层水热过程差异分析

为明确气候湿化背景下多年冻土活动层对降雨的水热响应机制,探讨了考虑降雨作用的不同土质地表能水平衡差异和活动层水热过程。基于土壤–地表–大气能量平衡的冻土水–汽–热耦合模型,以青藏高原北麓河地区2013年实测气象资料为模型驱动数据,定量分析了高原真实野外降雨条件下3种典型地表土质(砂土、亚砂土、粉质黏土)地表水分和能量平衡差异、活动层内部水分与能量输运分量变化过程和耦合机制。结果表明:随着土壤粒径增大,地表净辐射增大、蒸发潜热增大、感热通量减少、土壤热通量减小,不同土质地表蒸发潜热和地表感热通量差异最为显著,地表能量平衡差异在暖季较大、冷季较小;土壤粒径越大,水势梯度液态水和温度梯度水汽迁移越显著,但温度梯度水汽通量减小、水势梯度液态水通量增大;随着土壤粒径增大,土壤浅表层水分减少,25～75 cm水分略有增加;随着土壤粒径增大,土壤导热系数、降雨入渗对流传热和地表蒸发量增大、热传导通量减小,土体温度梯度降低,相同深度处土壤温度更高,活动层厚度增大,不利于多年冻土稳定。研究成果可为湿化背景下多年冻土的稳定性预测和保护提供参考。     

黄淮海平原晚新生代重大地质事件

晚新生代以来,青藏高原的隆升导致中国地貌格局、古气候系统及晚新生代沉积体系发生巨变。青藏高原以东至边缘海的广大区域形成统一水系,将巨量沉积物搬运至中国东部连续堆积形成黄淮海平原。太行山的隆升、边缘海陆架的沉降,黄河的贯通及晚第四纪大规模海侵等,深刻改造了黄淮海平原的自然环境,至今仍然影响其社会经济的发展,成为重要的科学问题。针对这些事件的研究,对于理解晚新生代黄淮海平原的形成和演化具有重要意义,也可为缓解该地区目前紧张的人地关系提供理论基础。对晚新生代黄淮海平原形成发育的构造地貌过程、黄河贯通和晚第四纪海侵等重大事件研究现状进行了综合分析,认为：①青藏高原隆升是黄淮海平原当今地貌及海陆格局形成的根本原因;②黄河贯通对黄淮海平原地表过程、水系演化及源-汇体系带来深远影响;③沿海地区晚更新世以来3次重要的海侵事件及相关的海陆相互作用,不但造成了沉积环境的变化,还形成了下切河谷特殊地貌景观;④晚新生代黄淮海地区重大地质事件的时间节点是中新世和晚第四纪。系统总结了黄淮海平原在构造-气候相互作用、地貌动态演化和年代学研究中存在的问题,认为未来亟需对黄淮海平原开展多学科系统性的工作。     

基于贝叶斯模型的中国未来气温变化预估及不确定性分析

利用第5次耦合模式比较计划(CMIP5)中35个全球气候模式历史模拟与RCP4.5预估结果,通过贝叶斯模型平均(Bayesian Model Averaging,BMA)对中国气温进行多模式集合研究,给出了中国未来气温变化预估及其不确定性的时空分布。结果表明,中国21世纪冬夏将持续升温,且升温具有冬季高于夏季,北方高于南方的特点。初期(2016—2035年)北方有很大可能(80%)升温超过0.7℃,南方升温相同幅度的概率则超过50%;中期(2046—2065年)北方和南方升温超过1.5℃的概率分别为80%和50%;末期(2081—2100年),北方(南方)有80%(50%)的可能的升温超过2℃。气温预估的不确定性研究发现,无论冬夏,21世纪不同时期升温相对较弱的塔里木盆地、青藏高原南侧和中国东南地区为不确定性低值区,基本低于0.6℃,对应可信度较高,如21世纪初期信噪比超过4;而不确定性的高值区则主要分布在新疆北部、东北平原北部和青藏高原东南侧等升温相对较大的地区,普遍高于1℃,对应可信度较低,如初期信噪比低于2.5。此外,基于信噪比对比发现除青藏高原东部外,其他区域夏季预估的可信度均高于冬季,21世纪末期高于初期,且空间分布特征一致。     

太原市地表热环境时空格局分析

针对鲜有资源型城市的地表热环境研究这一情况,该文基于Landsat8遥感数据,反演了太原市在2013—2015年间共3期的地表温度。提出一个考虑空间格局结构的城市热岛效应指数,在3期数据中,太原市区整体热岛效应指数分别为9.1%、9.8%和8.9%;同时,根据城市功能和路网结构将太原市区划分为6个分区,从分区级层面量化分析了地表热环境的时空分异特征规律,结果表明,太原市区地表温度整体呈现空间分散化特征,不同分区也呈现出不同的时空格局演变过程;最后,选取40个地表温度实测样本点验证反演精度,最大误差绝对值为1.1℃,最小误差绝对值为0.2℃,均方根误差为0.7℃。     

Landsat 8热红外数据定标参数的变化及其对地表温度反演的影响

Landsat系列卫星上的TIRS热红外传感器数据已被大量应用,针对TIRS数据的地表温度反演也相继开发出一些算法,并有一些研究对TIRS数据的定标及其地表温度反演算法的精度进行了对比。本文主要就TIRS热红外传感器定标参数的变化,结合这些定标参数变化的时间点对有关地表温度反演算法的适用性和有效性进行分析,特别是对劈窗算法是否适合当前的TIRS数据进行了讨论,以使用户能够对Landsat 8 TIRS热红外数据的正确使用有进一步的认识。总的看来,由于视域外杂散光的影响,TIRS数据的定标精度仍达不到设计目标,TIRS第11波段的不确定性仍成倍大于TIRS 10波段。因此,在Landsat团队未彻底解决这一问题之前,同时用TIRS第10、第11这两个差距较大的波段构成的劈窗算法来反演地表温度,其精度存在较大的不确定性,US6-S团队仍在致力于改进第11波段的精度,改进后的波段可以用劈窗策法。目前应以TIRS第10单波段的方式来反演地表温度为宜。     

自然资源地表基质调查技术体系构建

地表基质层是支撑孕育地表自然资源的关键层位和重要载体。自然资源的数量、质量以及生态环境状况、陆地表层系统碳储碳汇等都与地表基质的基本类型、空间结构和景观特征、数量质量和理化性质、支撑孕育情况、生态功能特征等基本属性息息相关。本文依据前人工作成果和实施典型地区地表基质调查试点等取得的进展与认识,通过阐明地表基质概念、定位、特点,提出构建地表基质调查技术体系的思路和原则、基础和前提。从资料收集与作业准备、外业实施与数据采集、数据集成与融合处理、产品制作与服务应用的调查流程,以及景观要素、类型结构、理化性质、生态属性等调查内容两个维度初步形成地表基质调查技术方法体系,旨在为自然资源调查技术体系构建提供参考。     

湖北武汉市三环区岩溶地面塌陷发育规律及危险性评价

?随着武汉市城市化建设的不断推进,岩溶地面塌陷问题日益凸显。为了揭示其发育规律及进行危险性评价,充分收集岩溶地面塌陷地质灾害调查统计成果,结合基本的工程地质条件和碳酸盐岩的发育情况、分带特征,得出岩溶地面塌陷的时间和空间分布特征。在探明其发育规律的基础上,确定研究区岩溶地面塌陷形成的影响因素,进而建立武汉市三环区岩溶地面塌陷危险性评价指标体系。采用数量化理论得出研究区的危险性等级分区类型:高危险区、较高危险区、较低危险区、低危险区、非岩溶区。综合岩溶地面塌陷发育规律及危险性分区,分析得出各部分区域特征,可在一定程度上指导工程建设和灾害治理。?