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长江中下游流域土壤湿度遥感反演研究及其影响因素分析

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应用基础与工程科学学报 2017年第4期25卷 657-669页

作者：陈少丹张利平闪丽洁杨凯黄勇奇武汉大学水资源与水电工程国家重点实验室湖北武汉430072 水资源安全保障湖北省协同创新中心湖北武汉430072 黄冈师范学院旅游文化与地理科学学院湖北黄冈438000

土壤湿度是水文学、气象学及农业科学研究领域的重要指标参数,对气候、农业、旱情监测都有重要意义.利用MODIS数据产品MOD09A1、MOD11A2和MOD13A2获取表观热惯量(ATI)和植被供水指数(VSWI)模型中的关键参数,以NDVI作为判别阈值将ATI和V... 详细信息

土壤湿度是水文学、气象学及农业科学研究领域的重要指标参数,对气候、农业、旱情监测都有重要意义.利用MODIS数据产品MOD09A1、MOD11A2和MOD13A2获取表观热惯量(ATI)和植被供水指数(VSWI)模型中的关键参数,以NDVI作为判别阈值将ATI和VSWI相结合建立集合土壤湿度反演模型,用预留的实测数据对模型进行了验证.并从土地覆盖类型、高程、坡度等方面进一步分析了长江中下游流域土壤湿度的分布规律,研究区土壤相对湿度随土地覆盖类型、高程及坡度等因素的变化呈明显的分异规律.结果表明,基于ATI和VSWI的集合土壤湿度反演模型结合两种模型的优点,实现了优势互补,提高土壤相对湿度反演的精度.

关键词：长江中下游流域 MODIS 土壤湿度表观热惯量植被供水指数

长江中下游流域降水分区及其气象干旱时间变化特征

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长江流域资源与环境 2020年第12期29卷 2719-2726页

作者：李明赵茹昕王贵文柴旭荣山西师范大学地理科学学院山西临汾041000 山西师范大学现代文理学院山西临汾041000

基于1961~2015年逐月降水格点数据,首先通过系统聚类法对长江中下游流域进行降水分区,然后以标准化降水指数为指标,结合小波分析方法,探讨了长江中下游流域各亚区气象干旱的时间演变规律及周期变化特征。结果表明:(1)空间上,可将长江中... 详细信息

基于1961~2015年逐月降水格点数据,首先通过系统聚类法对长江中下游流域进行降水分区,然后以标准化降水指数为指标,结合小波分析方法,探讨了长江中下游流域各亚区气象干旱的时间演变规律及周期变化特征。结果表明:(1)空间上,可将长江中下游流域分为6个降水亚区,即:大巴山地农业区(Ⅰ)、湘鄂贵渝山地农业区(Ⅱ)、鄂中东平原农业区(Ⅲ)、湘赣平原丘陵农业区(Ⅳ)、鄱阳湖平原农业区(Ⅴ)和长江三角洲平原农业区(Ⅵ)。(2)不同降水亚区干湿事件交替过程存在差异,Ⅵ区与其它亚区差异较大,Ⅱ区、Ⅳ区和Ⅴ区的干湿事件具有相似的时间演变模式;除Ⅵ区外,2000年后其它降水亚区干旱发生频率增加明显。(3)不同降水亚区气象干旱的第一主周期存在差异,北部(Ⅰ区、Ⅲ区、Ⅵ区)和南部(Ⅱ区、Ⅳ区、Ⅴ区)具有明显的区域分化特征,但各气候亚区大都显示出3.5年左右的显著周期。研究结果可为长江中下游流域各亚区气象干旱驱动因素的解释、干旱监测计划的制定、水资源的管理和旱灾的防治提供参考依据。

关键词：长江中下游流域气候分区标准化降水指数小波分析

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长江中下游流域旱涝急转时空演变特征分析

长江流域资源与环境 2015年第12期24卷 2100-2107页

作者：闪丽洁张利平陈心池杨卫武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 水资源安全保障湖北省协同创新中心湖北武汉430072

基于长江中下游流域75个雨量站1960~2012年的日降水资料,通过定义长、短周期旱涝急转指数,全面地分析了长江中下游流域旱涝急转的趋势变化和时空分布特征。研究结果表明：（1）长周期旱涝急转表现为以涝转旱事件为主,且存在由旱涝急转... 详细信息

基于长江中下游流域75个雨量站1960~2012年的日降水资料,通过定义长、短周期旱涝急转指数,全面地分析了长江中下游流域旱涝急转的趋势变化和时空分布特征。研究结果表明：（1）长周期旱涝急转表现为以涝转旱事件为主,且存在由旱涝急转事件向全旱或全涝事件过渡的趋势,短周期的旱涝急转发生频率较高的也是涝转旱事件;（2）长江中下游北岸多发生旱转涝事件,南岸则多发生涝转旱事件;（3）1998年和2011年6~7月短周期高强度旱转涝事件发生在长江北岸,涝转旱事件发生在南岸地区;5~6月与7~8月旱涝急转事件强度分布则呈相反状态;（4）总体来说,长、短周期涝转旱频次呈现不断减小的趋势,旱转涝有轻微增加的趋势。7~8月则较为特殊,湘江流域涝转旱有增加的趋势,洞庭湖地区涝转旱显著增加,此研究结果可以为长江中下游流域防洪抗旱工作提供一定的依据。

关键词：长江中下游流域旱涝急转时空演变

区域性气候变化对长江中下游流域植被覆盖的影响

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环境科学研究 2014年第9期27卷 1032-1042页

作者：邓伟袁兴中刘红张跃伟李波煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学资源及环境科学学院重庆400044 重庆大学建筑城规学院重庆400045

利用2000─2010年MODIS EVI(增强型植被指数)数据和气候资料,对长江中下游流域区域性气候变化对植被覆盖的影响进行了综合研究.结果显示:12000—2010年间长江中下游流域植被覆盖度呈上升趋势,EVI年均值从0.302增至0.318,增幅达5.57%,增... 详细信息

利用2000─2010年MODIS EVI(增强型植被指数)数据和气候资料,对长江中下游流域区域性气候变化对植被覆盖的影响进行了综合研究.结果显示:12000—2010年间长江中下游流域植被覆盖度呈上升趋势,EVI年均值从0.302增至0.318,增幅达5.57%,增长主要出现在春季.各植被类型中,常绿阔叶林、落叶阔叶林、混交林和人工农田植被覆盖度增加最为显著.2研究区整体植被覆盖较好,但地域差异较大,EVI高值区分布在东南部南岭、武夷山、九岭山一带;中部江河湖泊区、长江两岸大型城市周边区域植被覆盖较差.3气温是植被覆盖变化的主要影响因子,尤其春季表现最为显著;由于常年降水充沛,研究区降水量对植被覆盖影响程度不及气温;日照时数仅在夏季对当月植被覆盖有一定影响;相对湿度对植被覆盖影响较低,但在秋季对植被覆盖影响时间较长,可持续3个月.4气候变化对自然植被覆盖的影响主要表现在湖南省和湖北省西部;对湖南省中部和安徽省中北部地区人工农田植被的影响较显著.5空间相关性研究表明,长江中下游流域植被覆盖度增加除与自然条件改善有关外,国家近年来实施的各项生态工程也起到了积极的作用.

关键词：长江中下游流域 EVI 时空演变区域气候变化

长江中下游流域实际蒸散发演变特征及驱动机制

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华北水利水电大学学报（自然科学版） 2024年第4期45卷 36-46,55页

作者：曹新邢万秋傅巧妮杨丽琳河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098 河海大学水文水资源学院江苏南京210098

为了更好地了解长江中下游6个子流域蒸散发量时空演变特征,以及气候和下垫面因子改变对蒸散发量变化的影响,基于GRACE重力卫星观测数据和水量平衡法重建了长江中下游6个子流域实际蒸散发ET序列,评估并融合了3种ET数据集,获得1992—2015... 详细信息

为了更好地了解长江中下游6个子流域蒸散发量时空演变特征,以及气候和下垫面因子改变对蒸散发量变化的影响,基于GRACE重力卫星观测数据和水量平衡法重建了长江中下游6个子流域实际蒸散发ET序列,评估并融合了3种ET数据集,获得1992—2015年高精度的逐月蒸散发量,分析了6个子流域蒸散发量年值和季节值的变化趋势,引入土地利用程度综合指数La,基于通径分析法定量评估了气候和下垫面因子对各子流域蒸散发量变化的直接和间接影响。结果表明:①3种数据集在长江中下游流域的适用性较好,基于最小二乘权重法的数据融合方法减小了ETrecon与ETNOAH、ETGLEAM的平均差和均方根误差,减小了ETNOAH、ETCR的标准差。②长江中下游流域多年平均蒸散发量为728.7 mm,空间上自西北向东南递增;6个子流域不同季节的蒸散发量均呈升高趋势,其中春、夏季的增幅最大。③各子流域年蒸散发量增加主要由La增强和气温升高所致,气温、La和植被覆盖率等要素的间接作用致使太湖流域风速降低对蒸散发量的影响从正向变为负向。④气温升高促进了NDVI对6个子流域春、夏季蒸散发量增加的正向效应,太湖流域、长江中游和下游干流区秋、冬季降水的增加削弱了辐射降低对蒸散发量变化的作用,而风速上升是洞庭湖流域、中游干流区冬季蒸散发量微弱增加的主导因素。研究结果将为长江中下游流域水资源管理、干旱预测和生态功能评估等研究提供理论基础与科学依据。

关键词：实际蒸散发下垫面气候变化驱动机制长江中下游流域

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长江中下游流域湿地演变历史及保护展望

绿色中国（理论版） 2005年第4M期 34-35页

作者：雷昆国家林业局野生动植物保护司

长江中下游湿地保护发展重点应该放在如何处理关系到国计民生的湿地资源及其动态变化关系等方面，未来的建设必须走以流域综合治理为首选的可持续发展生态建设之路。

关键词：长江中下游流域湿地演变历史保护可持续发展生态建设

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长江中下游流域水环境现状及污染防治对策

人民长江 2014年第S1期45卷 45-47页

作者：姚瑞华赵越王东孙运海孙宏亮环境保护部环境规划院北京100012

长江中下游流域是我国人口密度最高、经济活动强度最大、环境压力最重的流域之一,流域沿江重化工业高密度布局,流域环境风险突出,受长江干流及其支流水资源开发力度不断加大的影响,以致流域河湖关系发生改变,区域生态问题突出。为了解... 详细信息

长江中下游流域是我国人口密度最高、经济活动强度最大、环境压力最重的流域之一,流域沿江重化工业高密度布局,流域环境风险突出,受长江干流及其支流水资源开发力度不断加大的影响,以致流域河湖关系发生改变,区域生态问题突出。为了解决上述问题,提出了完善流域管理制度、加强水污染防治、优化水资源配置、实施水生态综合治理等措施,构建全流域环境管理和治理体系,特别是要严格加强沿江重化工业危、重污染物排放监测与监督管理,实现长江中下游水环境修复与休养生息。

关键词：水污染防治污染物排放化工业污染长江中下游流域

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长江中下游流域夏季极端降水预测

长江中下游流域夏季极端降水预测

作者：刘璐南京师范大学

学位级别：硕士

基于高分辨率观测日降水数据和月大气环流数据,建立了基于物理的经验模型,用于预测长江中下游流域(27°N-32°N,108°E-122°E)夏季极端降水。选取了三个具有显著相关关系、彼此独立且具有明显物理影响的预测因子。三个预测因子分别为:... 详细信息

基于高分辨率观测日降水数据和月大气环流数据,建立了基于物理的经验模型,用于预测长江中下游流域(27°N-32°N,108°E-122°E)夏季极端降水。选取了三个具有显著相关关系、彼此独立且具有明显物理影响的预测因子。三个预测因子分别为:北印度洋(20°S-20°N,40°E-110°E)的春季海表面温度(NIO-SST)、西北太平洋(31°S-30°N,122°E-148°W)春季海表面气压减去阿留申群岛海域(50°N-67°N,160°E-160°W)春季海表面气压(WNP-AI-SLP)、5月北极涛动指数(M-AO)。物理机制的分析表明,当春季NIO-SST较高时,南亚高压向东延伸,西太平洋副热带高压向西延伸,由此产生的二次环流引起长江中下游流域异常向上运动,同时向长江中下游流域的水汽输送增加,这导致长江中下游流域夏季极端降水增加;当春季WNP-AI-SLP较高时,西太平洋海表面气压异常偏高,这是通过该区域海域冷-暖海表面温度维持和加强的,同时,从北印度洋吹向长江中下游流域的暖气也使得长江中下游流域夏季极端降水增加;当M-AO处于正相位时,东亚急流向北移动,西太平洋副热带高压向东北偏移,导致雨带向北移动,东亚夏季风增强,并且长江中下游流域存在明显的下沉运动,这些皆不利于降水的发生。于1961年-1999年期间得到回归序列,相关系数为0.61(p长江中下游流域夏季日降水数据(WRF 025,分辨率为:0.25°*0.25°),利用观测数据对WRF 025试验数据2006年-2014年长江中下游流域夏季极端降水的模拟能力进行验证,并利用2015年-2030年WRF25试验数据分析探讨了长江中下游流域夏季极端降水的时空变化特征。分析结果表明:长江中下游流域大部分区域的夏季极端降水均呈现减少趋势,仅湖北的西北部、浙江和福建的交界地带呈现增加趋势;长江中下游流域夏季极端降水均存在明显的年际变化特征,存在明显的2年周期。进一步分析了 RCP4.5情景下长江中下游流域夏季极端降水年代际变化和年际变化的物理机制,分析结果表明,2015年-2030年WRF25试验长江中下游流域夏季极端降水量的减少与夏季风的减弱以及长江中下游流域明显的下沉运动有关;2026年的WRF25试验长江中下游流域夏季极端降水量及占比的增加与2025年冬季的强厄尔尼诺现象有关。

关键词：长江中下游流域极端降水预测物理经验模型天气预报和研究模式

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长江中下游流域极端降水特征及预测分析

长江中下游流域极端降水特征及预测分析

作者：胡志海中南大学

学位级别：硕士

近年来长江中下游流域洪涝灾害频发,给群众的生命财产安全带来重大损失,而极端降水是引发洪涝灾害的直接原因,因此研究长江中下游流域的极端降水对于洪涝灾害的防治具有重要的意义。本文主要从特征分析和预测分析两个方面对长江中下游... 详细信息

近年来长江中下游流域洪涝灾害频发,给群众的生命财产安全带来重大损失,而极端降水是引发洪涝灾害的直接原因,因此研究长江中下游流域的极端降水对于洪涝灾害的防治具有重要的意义。本文主要从特征分析和预测分析两个方面对长江中下游流域极端降水进行分析,在特征分析方面,本文计算出了能够描述极端降水特征的极端降水指数,并运用趋势分析、突变检验、小波分析、概率分布拟合分析过去几十年间8种极端降水指数的特征,发现极端降水发生的频率和强度均在增加,此外通过概率分布的拟合可以计算给定阈值的概率,这在风险评估中具有重要作用。在预测分析方面,本文利用对降水有重要影响的10个环流因子来预测4个极端降水指数,通过加入正则化的线性回归方法及其集成方法进行拟合,发现L2正则化的拟合效果最好;在机器学习方法上,本文运用了支持向量机、决策树、随机森林以及集成学习模型,发现支持向量机和随机森林模型表现较好。在时间序列模型上,本文用ARIMA模型对月尺度降水数据进行预测,加入季节要素后,模型的效果得到提升。在深度学习方法上,本文使用了LSTM和GRU模型对日数据进行建模,在构造样本时,采用过去时期的数据对未来数据进行预测,分别用两种模型的最优方法对未来3年的日降水量进行预测,并用预测值计算了未来3年的极端降水指数,发现在未来3年极端降水的总量和降水日数都比往年平均水平高。在模型预测时,如果预测步长较长,后期的预测值会趋于平稳,需要从样本构造、网络设计等方面进行进一步调整和优化。图23幅,表19个,参考文献100篇

关键词：长江中下游流域极端降水特征分析机器学习预测时间序列模型