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内陆河道表层水体反射光谱的走航观测研究

光谱学与光谱分析 2022年第3期42卷 878-883页

作者：王春娟周斌郑瑶瑶于之锋杭州师范大学遥感与地球科学研究院浙江杭州311121 浙江省城市湿地与区域变化研究重点实验室浙江杭州311121 杭州师范大学理学院浙江杭州311121

现场水体光谱观测是水体光学性质、水色遥感反演建模等研究不可或缺的基础性工作之一。常规的倾斜观测方法受其较为严格的观测几何条件限制,需要依据船体位置、太阳方位等不断调整观测角度,特别是针对河道水体光谱观测时,还须考虑河道... 详细信息

现场水体光谱观测是水体光学性质、水色遥感反演建模等研究不可或缺的基础性工作之一。常规的倾斜观测方法受其较为严格的观测几何条件限制,需要依据船体位置、太阳方位等不断调整观测角度,特别是针对河道水体光谱观测时,还须考虑河道走向、岸线遮蔽物等情况,因此,只能设置若干站点进行离散样点的观测,难以在岸线环境较为复杂的河道水体开展连续走航快速观测。而现场水体光谱连续走航快速观测能够获取不同地方时的大样本水体反射光谱,丰富对水体二向反射特征的认识,并建立更精确的反演模型,在水色遥感研究中具有极其重要的作用。鉴于此,设计了一种基于垂直观测几何方式的内陆河道表层水体反射光谱连续走航快速观测方法,并通过时空匹配技术获取整个河道的全波长遥感反射率数据。在杭州西小江部分河段的试验表明,该方法获取的遥感反射率与同步实测的叶绿素浓度、浊度等水色组分的相关性较强,选取的特征波段获得的确定系数R^(2)均大于0.855。Sentinel-2的观测天顶角接近于0,近乎于垂直观测。该研究使用Sentinel-2B的光谱响应函数对实测光谱进行等效光谱模拟,转换为相应波段的等效遥感反射率,反演结果与基于Sen2Cor的大气校正后的遥感反射率数据进行建模,分析结果表明,基于Sen2Cor的大气校正后的遥感反射率数据存在高估现象,同时又用Sentinel-2B的大气表观反射率反推辐射亮度,然后用FLAASH大气校正获取Sentinel-2B的遥感反射率数据,经与实测等效遥感反射率建模分析发现,基于FLAASH的大气校正后的遥感反射率数据在小于0.02 sr^(-1)时也存在高估现象,在大于0.02 sr^(-1)时则存在明显低估现象。研究表明,用该方法所获取的大样本实测遥感反射率数据具有对卫星反射率产品进行真实性验证的应用潜力。

关键词：河道水体反射光谱走航垂直观测遥感反射率 Sentinel-2B

资料均一化对气温变化趋势及其城市化偏差估计的影响:以北京地区为例

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气候变化研究进展 2021年第5期17卷 503-513页

作者：何佳骏任国玉张盼峰中国地质大学(武汉)大气科学系武汉430070 国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081 吉林师范大学旅游与地理科学学院四平136000

当前的地面气候观测资料普遍存在非气候性因素导致的非均一性,对气候变化监测和研究结论可靠性造成重要影响。结合观测台站的历史沿革数据,使用ACMANT和Pairwise Comparisons方法以及RHtest V4软件,对北京地区20个台站均一化前的月平均... 详细信息

当前的地面气候观测资料普遍存在非气候性因素导致的非均一性,对气候变化监测和研究结论可靠性造成重要影响。结合观测台站的历史沿革数据,使用ACMANT和Pairwise Comparisons方法以及RHtest V4软件,对北京地区20个台站均一化前的月平均气温序列进行了非均一性检验和订正,最后评估了均一化对北京地区气温序列变化趋势及其城市化偏差估算的影响。结果表明:除元数据中记录的断点外,无元数据记录的断点也会对序列的趋势变化造成明显影响,其中乡村站最显著;经过订正,1958—2018年整个北京地区、乡村站以及城市站增温趋势分别为0.27℃/(10 a)、0.10℃/(10 a)和0.32℃/(10 a),较订正前分别上升了0.03℃/(10 a)、0.06℃/(10 a)和0.02℃/(10 a)。利用均一化资料估算,1958—2018年北京观象台的城市化影响为0.24℃/(10 a),城市化贡献率为70.2%,评估结果较前人结论有所降低。可见,在现有的北京地区气温资料序列中,仍可能存在较明显的非均一性和未被记录的断点,对区域平均气温趋势估算具有显著影响。

关键词：均一化气温气候变化趋势城市化影响北京

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中国生猪生产耗水及影响因素分析

资源科学 2016年第1期38卷 110-118页

作者：刘晓磊栾一博胡科 Reshmita Nath 崔雪锋北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心北京100029

随着城市化的发展和人均收入的提高,中国居民对猪肉的需求日益增长。猪肉生产耗水量大,其包括饲料作物生长所消耗的水,也包括生猪生产过程所消耗的水。本文从生猪生产的角度计算了2001-2012年生猪生产耗水,结果表明生猪生产水足迹由200... 详细信息

随着城市化的发展和人均收入的提高,中国居民对猪肉的需求日益增长。猪肉生产耗水量大,其包括饲料作物生长所消耗的水,也包括生猪生产过程所消耗的水。本文从生猪生产的角度计算了2001-2012年生猪生产耗水,结果表明生猪生产水足迹由2001年的3.39m^3/kg下降到2012年的3.31m^3/kg,但生猪生产耗水却从2001年的1910亿m^3上升到2012年的2650亿m^3,增长了38.95%。运用对数平均迪氏指数法(Logarithmic Mean Divisia Index,LMDI)对影响生猪生产耗水的因素进行了分析。在影响生猪生产耗水的3个因素中,人口的增长和猪肉消费量的增加导致生猪生产耗水的增加,而生猪生产水足迹的降低则会降低生猪生产耗水,三者中,猪肉消费量对生猪生产耗水的贡献最大。同时,农场耗水所占比例不断增加。本研究第一次揭示了长时间尺度,中国大、中、小规模化及散养养殖情况下,生猪生产水足迹的变化以及生产耗水。这有助于处理中国生猪产业的快速发展和耗水量不断增加的关系,促进生猪产业的可持续发展。

关键词：水足迹生猪生产规模化粮食安全

温度对褐飞虱发育、存活和产卵影响的关系模型

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生态学报 2014年第20期34卷 5868-5874页

作者：石保坤胡朝兴黄建利侯茂林植物病虫害生物学国家重点实验室中国农业科学院植物保护研究所北京100193

设置系列恒温19、22、25、28、31、34℃,测定了温度对褐飞虱发育、存活和产卵的影响,建立了温度对褐飞虱生物学参数影响的关系模型。试验结果表明:(1)褐飞虱卵和若虫的发育历期在28℃下最短。除22℃以外,短翅型雌若虫的发育历期长于雄... 详细信息

设置系列恒温19、22、25、28、31、34℃,测定了温度对褐飞虱发育、存活和产卵的影响,建立了温度对褐飞虱生物学参数影响的关系模型。试验结果表明:(1)褐飞虱卵和若虫的发育历期在28℃下最短。除22℃以外,短翅型雌若虫的发育历期长于雄若虫的发育历期。(2)34℃下,褐飞虱卵未成功孵化,推测34℃是褐飞虱发育的限制性高温。不同温度下若虫的存活率为:25℃>22℃>28℃>19℃>31℃;低温主要导致低龄若虫死亡,而高温则主要导致高龄若虫死亡。(3)不同温度下产卵前期为19℃>31℃>22℃>25℃>28℃。产卵期22℃时最长。短翅型雌虫寿命随着温度降低而延长,产卵量在28℃时最大(256粒),19℃时最低(108粒)。(4)采用温度(x)与褐飞虱各生物学参数(y)间进行回归分析,获得一系列关系模型;其中,卵历期(y=0.079 x2-4.462 x+70.536),若虫历期(y=0.233 x2-12.886 x+189.878),产卵前期(y=0.068 x2-3.614 x+49.88)和短翅型雌成虫寿命(y=-0.622 x+35.03)与温度间具有显著的回归关系。

关键词：褐飞虱温度发育存活产卵回归模型气候变化

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区域碳减排能力协同度评价模型构建与应用

系统工程理论与实践 2020年第2期40卷 470-483页

作者：汪明月刘宇李梦明柳雅文史文强中国科学院科技战略咨询研究院北京100190 中国科学院大学公共政策与管理学院北京100049 北京理工大学管理与经济学院北京100081

区域CO2减排系统的整体协同度是减排绩效考核的重要参考依据,开发科学合理的协同度测算方法是有效前提.综合考虑经济、社会、环境三个要素,构建了区域减排能力评价指标体系.采用熵值法、层次分析法和非线性规划建模方法,确定各项指标客... 详细信息

区域CO2减排系统的整体协同度是减排绩效考核的重要参考依据,开发科学合理的协同度测算方法是有效前提.综合考虑经济、社会、环境三个要素,构建了区域减排能力评价指标体系.采用熵值法、层次分析法和非线性规划建模方法,确定各项指标客观权重、主观权重和复合权重,结合指标体系和复合权重测算区域减排的序参量.分别以2001年和2008年为基期,利用所构建的模型测算京津冀区域减排系统在金融危机前后两个时间段内的整体协同度.研究发现,2001-2015年京津冀各子区域减排能力不断提升,且北京、天津的减排能力要优于河北,子区域减排系统处于有序状态,且有序度在不断提高,复合减排系统整体协同度在金融危机前呈正向缓慢增长趋势,但系统整体协同度较低;危机后复合减排系统处于非减排协同演进状态,系统整体协同度成上升趋势.上述研究对于识别国家减排系统的"短板"区域,并有针对性提高碳减排能力具有重要意义.

关键词：减排能力协同度京津冀序参量

短寿命气候强迫因子的自然源排放及气候反馈:IPCC AR6解读

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大气科学学报 2023年第4期46卷 491-498页

作者：张华杨镇江苏红娟张丹瑜婷安琪袁畅李帅何静怡谢冰赵树云李柯中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏南京210044 北京城市气象研究院北京100089 新疆克拉玛依市气象局新疆克拉玛依834000 中国地质大学环境学院湖北武汉430074 东华大学环境科学与工程学院上海201620 国家气候中心气候研究开放实验室北京100081

短寿命气候强迫因子(Short-lived Climate Forcers,SLCFs)对大气污染和气候变化具有重要影响,政府间气候变化专门委员会(IPCC,2021)第六次评估报告(AR6)首次专门设立了关于SLCFs的独立章节,除了对人为源SLCFs评估以外,报告也包含了对于... 详细信息

短寿命气候强迫因子(Short-lived Climate Forcers,SLCFs)对大气污染和气候变化具有重要影响,政府间气候变化专门委员会(IPCC,2021)第六次评估报告(AR6)首次专门设立了关于SLCFs的独立章节,除了对人为源SLCFs评估以外,报告也包含了对于自然源SLCFs及其气候反馈的评估。特别地,在未来气候变暖和人为SLCFs持续减排的背景下,加深对SLCFs的自然源排放及其气候反馈的认识将更为重要。本文从自然源SLCFs排放评估、历史和未来气候情景下的排放变化、SLCFs的气候反馈几个方面解读了AR6中有关的最新结论。未来气候变暖情形下,闪电源NO_(x)、植被源BVOCs、生物质燃烧排放将会增加,土壤源NO_(x)、沙尘、海盐颗粒物和二甲基硫(Dimethlysulfide,DMS)对于气候变化的敏感性难以定量。同时,气候变化驱动着SLCFs的排放量、大气含量或寿命的改变,这些过程整体上造成的负反馈参数为-0.20 W/m^(2)/℃(-0.41~+0.01 W/m^(2)/℃),可能从一定程度上缓解气候变暖。

关键词：短寿命气候强迫因子气候变化自然源排放气候反馈辐射效应

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毛乌素沙地风沙环境变化研究的理论和新认识

地理学报 2021年第9期76卷 2203-2223页

作者：徐志伟鹿化煜南京大学地理与海洋科学学院自然地理学系南京210023

作为地球环境系统的重要组成部分,沙漠和沙地对气候变化响应敏感。沙漠沙地的环境变化关系到区域的可持续发展,并且通过一系列反馈作用,会影响区域与全球的气候环境。位于中国北方中部的毛乌素沙地是全球中纬度地区的典型沙地,其环境变... 详细信息

作为地球环境系统的重要组成部分,沙漠和沙地对气候变化响应敏感。沙漠沙地的环境变化关系到区域的可持续发展,并且通过一系列反馈作用,会影响区域与全球的气候环境。位于中国北方中部的毛乌素沙地是全球中纬度地区的典型沙地,其环境变化与全球其他沙漠沙地具有相似性和同步性。中国学者对毛乌素沙地风沙环境变化的研究开展较早,在国内外有重要的影响。本文系统梳理了该方面的相关研究,围绕"风沙环境变化的过程与机制"这一核心问题,总结学术界在毛乌素沙地晚新生代形成发展、晚第四纪扩张与多旋回变化、全新世中期固定以及晚全新世沙丘再活化等方面取得的重要进展,尤其是获取了毛乌素沙地不同阶段风沙环境变化的关键证据,并据此提出"构造—轨道尺度上沙地形成与变化的全球温度变化驱动""千年—百年尺度沙丘系统的非线性响应"等新的理论认识。未来应继续加强沉积证据的积累、新测试手段的拓展应用、基于过程分析的精细重建、数值模拟与预测等研究,着力探究风沙环境变化的动力学机制、人与干旱区环境复杂系统的耦合关系以及各圈层的互馈作用,这对于自然地理学学科传承、交叉学科的融合发展以及地球系统科学的理论构建都具有深远意义。

关键词：风沙活动地貌过程环境重建气候变化干旱区毛乌素沙地

一种基于Logistic模型的突变过程性分析方法及其应用

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物理学报 2013年第7期62卷 552-560页

作者：闫冠华颜鹏程侯威吴浩南京信息工程大学大气科学学院南京210044 中国气象局气象干部培训学院北京100081 西北师范大学物理与电子工程学院兰州730070 中国气象局国家气候中心北京100081 扬州大学物理科学与技术学院扬州225002

传统突变检测方法往往将突变检测的关键放在"突变点"上而忽略突变事件发生、发展乃至消亡的过程.本文提出一种新的检测突变过程的方法,其基于Logistic模型推导出能够反应均值突变过程的分段函数,利用分段函数对实际时间序列进行参数提取... 详细信息

传统突变检测方法往往将突变检测的关键放在"突变点"上而忽略突变事件发生、发展乃至消亡的过程.本文提出一种新的检测突变过程的方法,其基于Logistic模型推导出能够反应均值突变过程的分段函数,利用分段函数对实际时间序列进行参数提取,借助参数的物理意义,研究分析完整的突变过程,从而加深对突变过程性的理解和认识,为进一步研究突变的形成机理、影响因素乃至发展趋势奠定重要的科学基础.文章还对太平洋年代际振荡(PDO)指数进行突变过程性检测,发现1940/1942,1977,1987年开始序列发生突变,突变持续时间锁定在某些固定值,并且系统相图表明一般性系统存在三种基本的状态.

关键词：均值突变参数提取突变过程突变持续时间

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黄河下游颗粒有机碳的来源,降解与输运特征

中国环境科学 2017年第4期37卷 1483-1491页

作者：邱璐姚鹏张婷婷王金鹏潘慧慧高立蒙赵彬中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100

2012年在黄河利津逐月采集悬浮颗粒物(SPM),通过分析粒度组成,颗粒有机碳(POC)及其稳定同位素丰度(513C),木质素等参数,讨论了黄河下游POC的来源,分布,降解状态和输运的季节变化特点.结果表明,2012年黄河利津径流量,SPM浓度和中值粒径(M... 详细信息

2012年在黄河利津逐月采集悬浮颗粒物(SPM),通过分析粒度组成,颗粒有机碳(POC)及其稳定同位素丰度(513C),木质素等参数,讨论了黄河下游POC的来源,分布,降解状态和输运的季节变化特点.结果表明,2012年黄河利津径流量,SPM浓度和中值粒径(MGS)均有明显的季节变化,且变化规律基本一致.春季降水较少,且下游灌溉较多,导致径流量较小(300m^3/S左右),较粗的颗粒物更容易沉降到河床上,而且不易再悬浮,使得SPM较低(平均0.44kg/m^3),MGS较小(平均7.77μm);夏秋季黄河流域降水较多,径流量较大(1000m^3/S以上),使得河床上较粗的颗粒物容易被带入悬移质中,因此SPM较高(0.67kg/m^3),MGS较大(10.6μm).POC及δ^(13)C的结果表明了不同来源有机碳贡献的季节变化,春季POC含量较高,δ^(13)C较负.颗粒物中木质素含量季节规律变化与流量较为一致,春季木质素含量较高,秋季较低.木质素参数C/V(0.21~0.34)和S/V(0.83~1.28)表明黄河SPM中木质素为被子植物草本和木本组织混合来源,降解参数(Ad/Al)_v(0.33~0.52),3,5-Bd/V(0.03~0.12)和P/(S+V)(0.20~0.36)均表明黄河SPM中木质素存在一定程度的降解,且秋季降解程度较大,与流量和有机碳来源变化有关.

关键词：黄河悬浮颗粒物颗粒有机碳稳定碳同位素木质素