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[期刊] 自然资源学报
[作者]
张海龙 刘高焕 叶宇 黄翀
论文基于太阳辐射参数化传输模型,结合MODIS每日两次的大气产品和DEM,构建了太阳短波辐射分布式模型,对青藏高原2007年的太阳直接辐射、散射辐射与总辐射分布状况进行了模拟,并利用研究区站点实测值对模型精度进行了验证,其中日值数据直接辐射的相关性分别为0.72(拉萨)和0.82(格尔木),散射辐射分别为0.71(拉萨)和0.70(格尔木),总辐射相关性大都在0.70以上;旬值数据实测值与模拟值的相关性大都在0.90以上。模拟结果表明:实际天气情形下青藏高原年平均直接辐射量为4 244 MJ/m2,年平均散射辐射量为2 348 MJ/m2,年平均总辐射量为6 592 MJ/m2。直接辐射与总辐...
关键词：
DEM 青藏高原 短波辐射 MODIS
[期刊] 自然资源学报
[作者]
孙娴 姜创业 肖科丽 王越
基于100 m×100 m分辨率的数字高程模型(DEM)数据,全面考虑了地形因子对太阳散射辐射的影响,改进了开阔度的计算模型,并通过建立陕西省不同时空尺度月散射分量和晴空指数的估算模型,确定了陕西省气候平均情况下月散射系数的空间分布,实现了实际起伏地形下陕西省太阳散射辐射的分布式模拟,计算了陕西省范围内100 m×100 m分辨率1~12月气候平均太阳散射辐射的空间分布。结果表明:局地地形对太阳散射辐射空间分布的影响比较明显;模拟结果可靠,可进行大数据量处理,适用于遥感图像处理、地理信息系统等数据处理平台。
[期刊] 资源科学
[作者]
贺芳芳 薛静 穆海振
根据上海地区徐家汇站1961年—1990年月太阳总辐射量与月日照百分率、月平均总云量、月相对湿度、月浮尘烟霾总数等气象要素,运用太阳总辐射气候学计算原理,选定上海地区不同太阳总辐射的气候学计算公式,并用选定的公式计算出1991年—2008年宝山月太阳总辐射量值。然后根据宝山站计算值与实测值的最小误差(6.3%)确定适合上海地区月太阳总辐射的气候学计算公式。最后依据确定的气候学计算公式推算上海地区各气象站1961年—2008年累年各月太阳总辐射量,并分析上海地区太阳总辐射的时空变化特征,结果表明:上海地区7月总辐射量最多,其次是8月和5月,6月正午太阳高度角虽最大,但天空遮蔽度比5月、7月、8月...
关键词：
太阳总辐射 气候学计算 时空分布 上海
[期刊] 资源科学
[作者]
刘宗香 苏珍 姚檀栋 王文悌 邵文章
:在全部完成中国冰川编目的基础上 ,精确统计了青藏高原发育有现代冰川 3 6793条 ,冰川面积4 9873 4 4km2 ,冰川冰储量 4 561 3 857km3,分别占我国冰川总数的 79 4 %、84 0 %和 81 6% ,是世界上中低纬度地区最大的现代冰川分布区。青藏高原现代冰川主要分布在昆仑山、喜马拉雅山和喀喇昆仑山 ,其数量和规模占冰川总数的一半以上。由于气候和地形要素的不同组合 ,除念青唐古拉山和冈底斯山外 ,山脉北坡冰川在数量和规模上均大于南坡。青藏高原冰川形态类型齐全 ,悬冰川数量最多 ,占总数的3 9 3 % ;而大型的山谷冰川仅占高原总数的 4 6% ,但其...
关键词：
青藏高原 冰川资源 形态类型 冰川融水
[期刊] 林业科学
[作者]
张宇 张怀清 安锋 蒋玲 云挺
【目的】定量模拟和刻画林木冠层太阳短波辐射的分布和截获情况,于时空变换下反演太阳短波辐射在不同林木冠层内的辐射通量变化,为林木培育经营和提质增效提供理论依据。【方法】首先,以公共数据集和真实扫描的校园内林木激光点云数据为例,结合设计的机器视觉算法,对林木激光点云进行枝叶分离和单叶分割,并用合适大小的椭圆形和圆柱体几何单元分别拟合每片叶片和骨架,开展林木真实模型重建;其次,运用计算机图形学方法,结合研究地点的经纬度和时刻,模拟太阳入射光线,并引入物理学的双向反射和透射分布函数及蒙特卡洛光线追踪算法,开展反射和透射光线与冠层内叶片的碰撞模拟;最后,根据仪器测量得到的不同树种叶片平均粗糙度和折射率,结合光线追踪算法,实现林木冠层内短波辐射分布计算和木林冠层光截获效率评估。【结果】利用本研究方法计算时空变换下不同树种(芒果、橡胶、紫薇、樱花)4株树冠及一片香樟树林的直射、反射和透射太阳辐射通量,其中直射辐射通量占比约86%、反射辐射通量占比约5%、透射辐射通量占比约9%。叶面积指数高的树冠会拦截更多直射和透射光线;在太阳高度角较小时刻(上午或下午),斜射的太阳光线反射后易与树冠中其他叶片发生二次求交,产生较多反射辐射通量。同时,由于林木的趋光性,中午树冠光线拦截率高于上午和下午10%左右。比对采用本研究方法计算的树冠辐射通量拦截比值和样地手持光电仪器实测结果,绝对误差小于6%。【结论】在测绘科学、计算机图形学及林学多学科视角融合下,本研究基于激光点云重建树木真实表观形态结构,并将蒙特卡洛光线追踪算法与物理学的双向反射和透射分布函数相融合,真实模拟光线在树冠中的传播过程,可准确获取林木冠层内太阳短波辐射分布与树冠辐射通量拦截值,对研究时空变换下林木太阳辐射吸收、光强与树冠形态结构的耦合关联及不同表型参数的林冠辐射传输模型均有重要启示意义。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
王中根 郑红星 刘昌明
由于水文循环过程的复杂性和空间变异性,集成不同的水循环模型,基于模块化结构、构建面向多目标的水文模拟系统已经成为当今水文模拟技术发展的一个重要方向。本文从科学研究和水资源管理的实际需要,首次研发国内基于模块化的分布式水文模拟系统,并提出了“信息化水文模拟系统(HydroInformaticModelingSystem,简称HIMS)”。HIMS是一个以水循环信息平台为基础,基于组件式结构设计的开放式综合水循环模拟系统,侧重于分布式水文过程的模拟与应用。文中对HIMS的设计思路,主要功能与结构进行了详细介绍,包括基于国产GIS软件SuperMap的水循环信息系统、模型数据前／后处理系统和水文模型方法库系统。其中,HIMS的水文模型方法库系统集成了水文过程方法库和多种水文模型,并提供定制水文模型的功能。HIMS的提出发展了水文模型理论和建模技术,拓宽了国内分布式水文模型的研究思路。
关键词：
分布式模型 水文模拟系统 HIMS
[期刊] 自然资源学报
[作者]
孙从建 李伟 李新功 张子宇 陈若霞 陈伟
近地表气温直减率是研究山地生态系统对气候变化响应过程中的重要参数,论文基于青藏高原西北部1951—2013年的9个标准气象站以及2012—2016年的高山自设观测站的日平均气温、最低气温、最高气温(Tave、Tmin、Tmax)数据,分析了青藏高原西北部近地表气温直减率(LRTave、LRTmin、LRTmax)的时空分布特征。结果表明:1)青藏高原西北部近地表气温随高程增大有显著下降趋势。研究区两个区域的LRTave、LRTmin、LRTmax均呈现出显著的空间差异性,而基于气象站的LRTave、LRTmin高于高山观测站的LRTave、LRTmin、LRTmax,其中LRTmin差异最为显著,而LRTmax空间差异较小。2)青藏高原西北部近地表气温直减率具有明显的季节差异,气象站的LRTave、LRTmin、LRTmax季节变化趋势为春季高、夏季较高、冬季低,而高山观测站的LRTave、LRTmin、LRTmax季节变化趋势为夏季高、冬季低。其中气象站LRTmax在四季中的差异最显著,而高山观测站的LRTmin的季节差异最大。高山观测站的气温直减率在4—9月间具有较为稳定的值。3)青藏高原西北部LRTave、LRTmin在气温突变年前后具有显著的差异,LRTmax无显著的变化。其中,在气温突变年之后,LRTave、LRTmin有显著的上升趋势,表明青藏高原西北部地区的LRTave、LRTmin对区域气候变化的响应显著,而LRTmax对区域气候变化的响应不显著。研究将有效改善青藏高原西北部气温空间分布规律研究的不足,为区域气候变化研究及生态系统对气候响应等定量研究提供理论基础。
[期刊] 资源科学
[作者]
蒋兴文 李跃清
青藏高原由于条件艰苦,地面观测站点少,对其地表辐射整体特征的认识还较初步。本文利用全球能量与水分循环试验的地表辐射收支工程(GEWEX-SRB)提供的卫星资料反演的1983年7月到2005年6月的地表辐射资料,研究了青藏高原地表辐射的基本特征及云对辐射的影响。研究结果表明:①地表向下短波辐射全年均在高原西南部最大,在雅鲁藏布江下游最小;②地表向上短波辐射最大值主要出现在春季,而最小值出现的时间存在区域差异;③地表有效辐射全年均为正值,在高原西南部最大,东南部最小;④地表净辐射由南向北逐渐减少,夏季最大,冬季最小;⑤云的地表向下和向上短波辐射强迫均在高原东南部最大,西部最小;⑥云的地表向下长波辐...
关键词：
青藏高原 地表辐射 云辐射强迫
[期刊] 自然资源学报
[作者]
袁淑杰 缪启龙 谷晓平 邱新法
太阳直接辐射是太阳总辐射的重要组成部分。论文在前人研究的基础上,对以前的模型进行了一些改进,考虑了坡度、坡向和地形相互遮蔽作用对起伏地形下天文辐射的影响,基于数字高程模型(DEM)数据,研制了以起伏地形下天文辐射为起始数据的起伏地形下太阳直接辐射的分布式模型。应用100 m×100 m分辨率的DEM数据,1960~2000年贵州高原及周边102个气象站常规气象要素观测资料,10个气象站的太阳辐射资料,计算了贵州高原起伏地形下各月及年太阳直接辐射精细空间分布。结果表明:①坡度、坡向、地形遮蔽对太阳直接辐射的影响较大,由于局地地形因子的影响,起伏地形下太阳直接辐射的空间分布具有明显的地域分布特征,...
[期刊] 中国人口.资源与环境
[作者]
廖顺宝 孙九林
本文利用GIS工具定量地分析了青藏高原地区人口分布与海拔高度、土地利用、道路网、河流水系等环境因素的关系以及人口密度与居民点密度之间的关系 ,这些客观存在的关系是进行人口统计数据空间化的基础。在此基础上 ,文章进一步分析和探讨了青藏高原人口分布与其它地区人口分布的差异性及其原因。
关键词：
青藏高原 人口 环境 定量研究
[期刊] 林业科学研究
[作者]
陈超 熊忠平 徐正会 刘霞 钱昱含 祁彪 钱怡顺 郭宁妍
[目的]揭示青藏高原蚂蚁群落结构和分布规律。[方法]采用样地调查法研究了青藏高原东北坡蚂蚁物种分布格局。[结果]在该地区记录蚂蚁2亚科13属30种。气温、海拔、植被类型对蚂蚁物种的分布和丰富度起主要作用，低海拔地带气温较高，食物资源丰富，栖息着更多的蚂蚁物种。草丛栖息的蚂蚁物种最丰富，在土壤内筑巢和地表觅食的物种最多。光亮黑蚁（Formica candida Smith）是青藏高原东北坡分布最广泛、适应性最强的物种，可作为该地区生态环境变化的指示物种。[结论]大部分蚂蚁物种因受环境制约而分布范围较窄，生态适应能力弱，很容易因人为干扰而变得脆弱。虽然物种多样性偏低，但是在该地区栖息的蚂蚁物种和其他地方相比有明显差异，脆弱的生态系统中栖息着耐寒、耐干旱的物种，对高海拔缺氧环境表现出良好适应性，对高原生态系统土壤改良和植物种子扩散等具有重要作用。
关键词：
蚁科 物种 分布格局 垂直带 青藏高原
[期刊] 资源科学
[作者]
魏慧 吕昌河 刘亚群 杨凯杰
设施农业的快速增长是近10年来青藏高原农业发展的一个突出亮点。揭示设施农业用地的空间分布和变化特征,有助于理解青藏高原设施农业的发展态势,为其规划布局提供决策支持。本文基于2018年Google Earth高分影像数据,采用目视解译和地统计学分析相结合的方法,获取了青藏高原设施农业用地的空间分布格局;并选择西宁和拉萨为典型区,对比2008年和2018年设施农业用地的时空变化特征。结果表明:①2018年青藏高原共有设施农业面积7821.74 hm~2,主要集中在河流两侧的城市周边,与河流走向大致吻合,其中青海和西藏设施农业面积分别占青藏高原设施农业总面积的58.10%和36.49%;②受海拔、地貌类型和城市分布的影响,设施农业分布海拔在1400～4600 m之间,但在2200～2600 m和3600～3900 m高程区间分布最为集中;③2008—2018年西宁和拉萨设施农业增长迅速,分别从293.73 hm~2和429.01 hm~2增至2111.45 hm~2和1422.30 hm~2。同时,因城市发展,两个城市超过60%的设施农业用地被建设占用,造成空间格局的显著变化;④设施农业在青藏高原发展前景良好,但也存在温室类型单一、变动频繁和"过程性浪费"等问题,应加强保护和规划管理,促进设施农业的良性发展。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
高永年 张万昌
针对集成生物圈模拟器IBIS未考虑高分辨率模拟情况下地表起伏对太阳辐射等参数影响的特点,改进了IBIS的地表太阳辐射计算模块、日气象数据读取模块,并增加了坡度、坡向数据读取模块。在土地利用覆被数据、DEM、坡度、坡向和降水、气温、云量、湿度、风速等气象数据的支持下,利用改进的IBIS分别对泾河及其子流域在0.0415°和0.001°空间尺度上的生态水文过程进行了模拟,并用二源遥感估算的蒸散发对模拟结果进行了空间比较分析。结果表明,改进的IBIS在日、月、年不同时间尺度和不同空间尺度上均具有很好的模拟适应性与模拟能力,模拟蒸散发与二源遥感估算蒸散发结果比较一致,总体空间分布形态和趋势具有相似特征...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
袁淑杰 谷晓平 缪启龙 邱新法 康为民 王福增
影响复杂地形下气温分布与变化的因素很多,其中尤以海拔高度和地形的影响最显著。论文在前人研究的基础上,对以前的模型进行了一些改进,考虑了坡度、坡向和地形相互遮蔽作用对复杂地形下天文辐射的影响,基于数字高程模型(DEM)数据,研制了以复杂地形下天文辐射为起始数据的复杂地形下平均气温的分布式模型,在模型中还考虑了海拔高度、山区太阳总辐射、日照百分率。以地形复杂的贵州高原为例,应用100 m×100 m分辨率的DEM数据及气象站常规观测气象资料,计算了贵州高原复杂地形下各月及年的平均气温精细空间分布。结果表明:①坡度、坡向、地形遮蔽对平均气温的影响较大,由于局地地形因子的影响,复杂地形下平均气温的空间...
[期刊] 中国农业科学
[作者]
弓开元 何亮 邬定荣 吕昌河 李俊 周文彬 杜军 于强
【目的】探讨有气象数据记录以来1977—2017年青藏高原青稞生长季内气候变化,以及对青稞光温生产潜力和产量差的影响。【方法】基于青藏高原农气资料,校正DSSAT-CERES-barley模型,模拟过去40年间青藏高原青稞生育期长度及光温生产潜力,并结合实际统计产量计算产量差,通过数理方法解析气候变化对其影响情况。【结果】(1)青藏高原多数站点过去40年间青稞生长季内温度、降水呈显著上升趋势,太阳辐射量呈下降趋势,且林芝站达到显著水平,与增湿相比增温趋势更加明显;(2)在播期和品种不变的情况下,过去40年青稞生育期长度显著缩短,引起不同站点下降的主要气候因子不同,高海拔站点主要由平均最高气温升高所致,低海拔站点主要由生育期内平均温度升高导致有效积温增加所致;(3)青藏高原青稞光温生产潜力受海拔影响,3 500 m左右的高海拔站点光温生产潜力高且稳定,如山南站平均光温生产潜力最高可达12 000 kg·hm-2。3 000 m左右的低海拔站点光温生产潜力低,平均在6 000 kg·hm-2,且易受气候变化影响,高海拔站点光温生产潜力对太阳辐射更敏感;(4)青藏高原在过去30年间由于实际产量增加,导致绝对和相对产量差都呈减小趋势,平均相对产量差由58.2%缩小至34.5%,但缩小幅度放缓,2007—2017年拉萨和日喀则站点平均相对产量差最低,小于25%。【结论】青藏高原不同站点光温生产潜力差异较大,高海拔站点青稞光温生产潜力显著高于低海拔站点,过去40年气候变化导致低海拔站点光温生产潜力波动大,而高海拔站点较为稳定。由于品种改良和栽培管理水平提高,过去30年青藏高原产量差逐渐缩小,但除拉萨和日喀则外,其他站点产量差仍较大,未来有较高的增产潜力。
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