西南地区主要水循环过程的数值模拟分析

利用NCAR的公用陆面模式CLM4.0(Community Land Model 4.0),以1961~2010年普林斯顿大学的大气驱动场资料作为大气强迫场,对西南地区陆面过程变化进行了非耦合模拟试验。分析结果表明:西南地区降水呈现明显的干湿季节特征,季风期降水量分布为东北—西南走向,以印度缅甸一带向东北方向递减;非季风期近似呈东西梯度,以两湖地区为中心向西递减。全年而言,西南地区约有16.7%的降水首先被冠层截留,到达地面后约有60.5%以渗透的形式进入土壤,另有约17.1%形成地表径流,还有少部分降水以直接蒸发的形式加湿低层大气。各水循环因子分布与降水分布密切相关,其中冠层截留、地表径流、冠层蒸发的季风期与非季风期特征差异不大,而地下排水和地表蒸发在非季风期均明显高于非季风期,渗透过程则相反。非季风期西南地区水循环的蒸发高、渗透小、地下排水量显著,这三个过程的共同作用,造成西南地区冬春季陆面水份显著流失,是引发西南春旱的可能原因之一。     

滦河三角洲及其周边海岸土地利用/覆被变化的遥感研究

基于1987年和2000年LandSat卫星影像的分类结果,结合常规调查资料,得到了滦河三角洲及其邻近海岸地带近13年来土地利用/土地覆被变化的动态信息。通过对地类变化的细致分析,得出本区研究时段内自然与人类活动情况的地面指示。     

淮安市洪泽盐盆地质环境监测网建设的实践

随着岩盐矿床逐步得到开发利用,盐矿开采过程中引发的地质环境问题也日益受到人们的关注,而目前对盐矿开采引发的地面沉降和地下水污染等地质环境问题以理论研究居多,鲜有实际监测数据支撑,虽然有少量盐矿开展了监测工作,但其监测范围也多限于单个矿区、监测内容多为单个地质环境问题(如地面沉降的专项监测)。洪泽盐盆地质环境监测网是我国首个在整个盐盆范围内(覆盖现有开采区及规划开采区)统一规划建设的、集地面沉降和地下水污染为一体的综合监测网络,它的建设不仅极大地全面推进了洪泽盐盆矿山地质环境保护的进程,而且其建设经验、监测手段、运行管理模式也为其他地区盐类矿床的地质环境保护提供了有效的借鉴,同时,长期的监测数据也能为进一步研究盐矿开采区的地质环境问题提供可靠的基础资料。     

基于三指数合成影像的西北地区城市建筑用地 遥感信息提取研究

随着西部大开发战略的实施以及“一带一路”战略的影响,西北地区的城市发展也发生着巨大变化,利用遥感影像更加准确地提取西北地区城市建筑用地信息对分析城市扩张趋势、规划城市建设具有重要意义。本文以2000年兰州市主城区和2003年西宁市主城区的Landsat 7 ETM ⁺影像为数据源,结合压缩数据维的方法,通过构建三指数合成影像并利用该影像来提取城市建筑用地信息。实验首先根据兰州市主城区的影像光谱特征,创建了归一化差值裸地指数（NDBLI）。然后将该指数与比值居民地指数（RRI）、修正型归一化水体指数（MNDWI）合成为一个包含3个波段的新型三指数合成影像NRM（NDBLI、RRI、MNDWI）;同时,根据集成学习思想,为增强城市建筑用地信息,将主成分分析的第一波段（PC1）、归一化差值建筑用地指数（NDBI）和比值居民地指数（RRI）合成为一个包含3个波段的新型三指数合成影像PNR（PC1、NDBI、RRI）;最后分别将三指数合成影像NRM和三指数合成影像PNR作最大似然分类提取城市建筑用地信息,将其提取结果与由归一化差值建筑用地指数（NDBI）、修正型归一化水体指数（MNDWI）和土壤调节植被指数（SAVI）所创建的NMS（NDBI、MNDWI 、SAVI）影像得到的最大似然分类结果作精度比较,并利用西宁市主城区影像对本文方法进行了相应验证。结果表明,利用三指数合成影像PNR提取城市建筑用地的总精度和Kappa系数最高,其总精度达到了90%以上,适合于提取西北地区含裸地较多的城市建筑用地。     

Climatic and geographic patterns of river runoff formation in Northern Eurasia

Siberian rivers are of global importance as they impact on the freshwater budget of the Arctic Ocean, which affects the Thermo-Haline circulation in the North Atlantic Ocean. Siberian rivers, in particular the tributaries to the larger rivers, are under-represented in the international river-regime databases. The runoff of three Russian rivers in the Central Siberian taiga (Kureyka, Karabula and Erba) is modelled to analyse the relative influence of climate. In addition three rivers (Rhine, Maas and Odra) in Western Europe are similarly assessed as a control. The results show that the role of precipitation and autocorrelation as factors in the formation of river runoff is stronger under oceanic climate conditions, increasing from the central regions of Northern Eurasia towards the Arctic Ocean in the North and the Atlantic in the West. At the same time the influence of summer temperatures is weakened. The formation of Northern Eurasian river runoff appears to be influenced by periodically thawing top horizons of permafrost soil. Time served as an indicator for land use change after inclusion of meteorological data in the models. Maas and Erba showed a significant influence of the time factor. For the Erba the onset of agricultural land use in the catchment coincides with a drop in runoff. A similar causal relationship is suggested for the Maas. Land use can change the formation of runoff, which in turn can be used as an environmental indicator for sustainable land use.     

CBERS-02B星在轨测试数据国土资源应用评价

以中巴地球资源一号卫星02B星（CBERS-02B,以下简称为02B星）多光谱CCD数据和HR数据的2级产品为准,按照国土资源调查与监测的相关标准与技术规范,结合多光谱CCD和HR数据的影像质量、波段配准、几何畸变以及制图能力,从国土资源日常性调查业务、行政性监管与执法职能出发,对02B星在土地资源调查与监测、地质解译、矿化蚀变异常信息提取、地质灾害调查与监测、矿产资源开发状况调查与监测、区域生态地质环境调查等领域的遥感应用特点、关注的地类与地质要素的差异等方面开展应用评价。对02B星CCD和HR数据的国土资源调查与监测的应用能力进行了总结,对存在的问题进行了初步分析。该项研究对指导02B星数据的应用与后续星的研发具有重要意义。     

土地资源数量质量生态监测指标体系研究

当前,国土资源管理正在从数量管控向质量管理和生态管护方向发展.为了配合国土资源部野外科学观测研究基地建设、获取关键科学现象和科学数据,提出建立土地资源数量质量生态监测指标体系.土地资源数量质量生态监测指标体系可分为9部分监测内容,即土地利用变化、土壤属性、作物长势、土壤污染和盐溃化、土地利用集约度、农用地流转、土地生态状况、基于地块的土地质量调查和土地退化监测,合计35个指标.指标体系结构包括监测内容、监测指标、数据来源与监测方法、监测尺度（区域、地块和样点）和监测周期.该指标体系能够配合国土资源部开展野外科研基地建设,满足基地开展长期综合监测和数据管理的需要.下一步需要从体现区域差异性和行业特色的角度进一步完善指标,并发展土地资源数量质量生态综合评价技术方法.     

光谱指数趋势面的城市地表温度降尺度转换

针对城市及周边区域建造区和自然地表交织分布的特点,探讨了利用归一化植被指数(NDVI)和归一化建造指数(NDBI)构造趋势面的地表温度(LST)降尺度方法,以北京市市区及周边较平坦区域为例实现了LST自960 m向120 m的降尺度转换。分析了LST空间分布特征及NDVI、NDBI对地物的指示性特征;以北京市四至六环为界分析NDVI、NDBI趋势面对地表温度的拟合程度及各自的适用区域;在120 m、240 m、480 m和960 m 4个尺度上评价了NDVI、NDBI和NDVI+NDBI趋势面对LST的拟合程度和趋势面转换函数的尺度效应;对NDVI、NDBI和NDVI NDBI等3种方法的降尺度结果分覆盖类型、分区域对比评价。实验结果表明结合两种光谱指数的NDVI NDBI方法降尺度转换精度有所改善,改善程度取决于地表覆盖类型组合。     

东亚夏季风边缘摆动区陆面能量时空分布规律及其与气候环境的关系

东亚夏季风边缘摆动区既是气候敏感区,也是生态脆弱区和农牧交错带,其特殊陆面能量空间分布格局和演变特征对理解该区域天气和气候变化有重要意义。然而受限于陆面观测资料缺乏,对这部分陆面特征的认识仍非常有限。通过对34 a陆面模拟集成产品的分析,发现夏季风边缘摆动区内潜热和感热通量在空间上表现出明显的过渡特征,由摆动区外的相对均衡状态进入到摆动区内的“突变转换”;陆面能量平衡具有明显的区域特征,能量平衡各分量在纬向和经向都表现出了“阶梯型”的变化。就演变而言,区域平均感热和潜热没有表现出规律性的递减或递增趋势,波动幅度在±20%以内,但在20世纪末存在一个较为明显的摆动相位转换:1997年之前夏季风边缘摆动区夏季风相对活跃,潜热通量总体高于其气候值而感热通量则低于其气候值,之后出现了相反的现象。此外,区内感热和潜热通量对气候环境干湿性质非常敏感,两者存在明显的线性关系。      

Climate simulations based on a different-grid nested and coupled model

An atmosphere-vegetation interaction model (AVIM) has been coupled with a nine-layer General Circulation Model (GCM) of Institute of Atmospheic Physics / State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics (IAP/LASG), which is rhomboidally truncated at zonal wave number 15, to simulate global climatic mean states. AVIM is a model having inter-feedback between land surface processes and eco-physiological processes on land. As the first step to couple land with atmosphere completely, the physiological processes are fixed and only the physical part (generally named the SVAT (soil-vegetation-atmosphere-transfer scheme) model) of AVIM is nested into IAP/LASG L9R15 GCM. The ocean part of GCM is prescribed and its monthly sea surface temperature (SST) is the climatic mean value. With respect to the low resolution of GCM, i.e., each grid cell having longitude 7.5° and latitude 4.5°, the vegetation is given a high resolution of 1.5° by 1.5° to nest and couple the fine grid cells of land with the coarse grid cells of atmosphere. The coupling model has been integrated for 15years and its last ten-year mean of outputs was chosen for analysis.Compared with observed data and NCEP reanalysis, the coupled model simulates the main characteristics of global atmospheric circulation and the fields of temperature and moisture. In particular, the simulated precipitation and surface air temperature have sound results. The work creates a solid base on coupling climate models with the biosphere.