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地球系统空间观测:从科学卫星到月基平台 总被引：1，自引：0，他引：1
五十多年来,全球性对地观测已形成强大的技术能力和系统体系,在不同应用领域发挥了重要作用。随着对陆地、大气、海洋研究的深入,地球系统科学和全球变化研究正在向空间对地观测技术提出新的重大战略性需求。本文描述了面向全球变化应对、发展全球变化系列科学卫星的方案;提出面向宏观地球科学现象探测、构建月基对地观测系统的设想;同时,作为宏观地球科学现象研究的一个方向,论述了利用地球科学卫星和月基对地观测技术开展全球变化"三极"对比研究的思路。 相似文献
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揭示海平面变化成因有助于深入认识当前的全球气候变化,并做出积极应对。空间大地测量技术及海洋浮标观测极大地促进了对全球及区域海平面变化成因的研究,有效弥补了海洋模式对长期趋势估计不准确的缺点,有助于理解海平面长期趋势及年际变化的驱动因素。本文系统回顾了近20年关于海平面上升成因的研究进展,分析了陆地质量迁移不同成分对海平面上升的贡献。多源观测数据表明,海水质量增加贡献了2/3的海平面上升,其余1/3由海水热膨胀引起。由于气候变暖趋势没有减弱,陆地冰川消融和海水热膨胀均伴随加速度变化。这些研究成果不仅极大地提升了对当前海平面变化的认识,而且有助于约束对未来海平面上升的预测。最后,讨论了海平面变化成因研究中面临的困难与挑战:①在局部尺度上,使用观测数据尚不能完全揭示海平面长期趋势变化成因;②2016年后,全球平均海平面平衡方程的闭合差显著增大。 相似文献
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遥感与地球系统科学 总被引：1，自引：0，他引：1
地球作为一个高度复杂的非线性系统,各圈层(大气、海洋、陆地、生物、冰雪圈、固体地球)尤其是人类活动等任何组成成份的变化,都会引起地球系统的变化。人类可持续发展面临的巨大科学挑战之一是认识人类赖以生存的、复杂变化的地球系统,认识地球系统如何变化及主要驱动因素,认识地球系统未来变化趋势及如何提高对全球变化的适应能力。卫星独特的全球覆盖和日尺度的观测改变了地球科学的研究方法,它强调所能探测到的多时空尺度上的物理动力过程,在全球范围应对气候变化、能源和环境挑战具有重要作用,揭开了地球系统多学科交叉的新纪元。以地球系统的视野,抓住驱动地球系统的关键循环过程(如能量、水、生物化学循环),是当前地球系统科学的发展趋势。地球系统科学(全球变化)研究需要长期稳定、准确性较高的卫星观测数据,以水循环为例,卫星遥感具备获取全球范围水循环关键参数能力,但是系统性综合观测能力不足,整体精确性受到综合化的可靠空间数据集的限制。目前中国正在积极研制发展新型水循环卫星WCOM(Water Cycle Observation Misssion),并寄希望以此为核心传感器发起全球分布式水循环观测星座系统,进一步提高中国在国际水循环观测与地球系统科学研究方面的话语权与领先能力。 相似文献
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冰雪反照率是影响和评估全球气候变化的重要因子。北极格陵兰岛拥有世界第二大冰盖,定量获取该地区反照率是研究北半球能量收支变化的关键。全球陆表卫星(global land surface satellite,GLASS) 产品系统生产的反照率产品是目前国际上时间序列最长（1981—2017年）的全球反照率产品。利用格陵兰气候观测网络(Greenland climate network, GC-Net)与格陵兰冰架监测计划(programme for monitoring of the Greenland ice sheet, PROMICE)网络观测的反照率数据,评估了格陵兰地区GLASS地表反照率产品的精度;并基于2000—2017年的GLASS地表反照率产品,分析了格陵兰地区7月份反照率的年际变化趋势与空间分布特征。结果表明:GLASS与GC-Net反照率的均方根误差(root mean squared error, RMSE)为0.077 8(决定系数R2=0.490 7),与PROMICE反照率差异的RMSE为0.078 6(R2=0.899 9),GLASS产品的反照率数值呈现一定的低估现象,但已满足格陵兰地区冰雪反照率研究的需要。基于2000—2017年7月份格陵兰地区的GLASS反照率变化分析可以看出,格陵兰地区的反照率在此期间整体呈现变小的趋势,平均速率约为0.000 6 /a,变小的地区约占格陵兰总面积的64%;其中,位于格陵兰西部海拔750~1 500 m之间的区域对气候变化最为敏感,反照率变小速率也最大,达到了0.026 /a。 相似文献
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互补相关理论在卫星遥感领域的应用研究 总被引：12，自引：0，他引：12
由于地球各种运动和纬度的不同,使能量的分布在时间和空间上明显不均一,导致大气、海洋、冰雪层、陆地和生物发生重大变化。在某些时间尺度上,此种影响的重要性甚至超过太阳活动本身变化对于地球系统的影响。地表温度、地表反照率、潜热交换是刻划地气系统能量交换的３个重要参数,以中国华北地区为例,将互补相关理论应用于遥感领域,应用ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ气象卫星资料,对互补相关模式中所需的反照率、表面温度,完全应用遥感数据反演;对互补相关理论中涉及到的大尺度平流参数、Ｐｅｎｍａｎ分式、辐射项等因子进行了订正,并将互补相关理论应用于流域、湖泊、区域农田蒸发的计算中。 相似文献
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中国十分重视海洋遥感及其监测技术的发展,初步形成了具有优势互补的海洋遥感观测体系,并发挥了显著的经济和社会效益。其中,海洋一号(HY-1A/B)卫星已经广泛应用于中国海温预报业务系统、冬季海冰业务监测、夏季赤潮和绿潮监测、海岸带动态变化监测、近岸海水水质监测和渔业遥感监测等方面。海洋二号(HY-2A)卫星不仅填补了中国海洋动力环境卫星遥感的空白,也是目前国际上唯一在轨运行的集主被动微波遥感器于一身的综合型海洋动力环境卫星,具备同时获取风场、有效波高、海面高度和海面温度的能力。通过卫星获得的数据提高了中国海洋环境监测与灾害性海况预报的水平,为国民经济建设和国防建设、海洋科学研究、全球变化研究等提供了可靠的遥感数据,同时还在国际对地观测体系中发挥了重要作用,受到国内外用户的高度认可。海洋一号和海洋二号卫星系列为中国建立完善的海洋环境立体监测体系奠定了坚实基础。根据国家发展和"一带一路"建设的实施,在加快建设海洋强国、维护海洋权益和加快发展海洋经济的进程中对海洋遥感的发展也进一步提出了更高的要求和更紧迫的需求。为此,紧紧围绕国家海洋强国战略需求,在《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015年—2025年)》中专门规划了海洋观测卫星系列,服务于中国的海洋资源开发、环境保护、防灾减灾、权益维护、海域使用管理、海岛海岸带调查和极地大洋考察等方面,同时兼顾陆地和大气观测领域的需求。在充分继承已有HY-1A/B、HY-2A、高分三号(GF-3)和中法海洋卫星(CFOSAT)成功研制经验和应用成果的基础上,发展多种光学和微波遥感技术,建设新一代的海洋水色卫星和海洋动力环境卫星,具备卫星组网观测能力;发展海洋监视监测卫星,构建优势互补的海洋卫星综合观测体系。通过空间基础设施的建设,海洋遥感卫星必将在建设海洋强国的进程中发挥出重要作用。 相似文献
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临边探测器垂直分辨率高,辐射信号的变化主要受大气参数影响,且辐射校准后几乎不受背景辐射影响,对痕量气体可探测性强,探测高度约为10—100 km,对臭氧层的大气遥感监测具有特殊意义。红外临边传感器经过40余年的发展过程,在通道数目、信噪比、可探测目标种类、冷冻技术、在轨寿命方面都有明显改进。本文以平流层O_3及其相关的痕量气体为中心,按照传感器搭载的卫星平台及卫星发射时间的先后顺序,比较了国际上已有的LRIR、LIMS、SAMS、ISAMS、CLAES、MIPAS、HIRDLS、TES共8个星载红外临边探测器的特性、探测目标、技术改进、性能提升等;介绍了红外临边探测大气成分的反演原理;总结了红外临边探测器在痕量气体,平流层云与气溶胶,重力波与极涡,非局部热力学平衡效应4个方面的应用成果。最后对红外临边探测的前景趋势提出了思考。 相似文献
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雪地上的森林冠层混合反照率模型 总被引：2，自引：0，他引：2
反照率通常定义为出射与入射的能量之比，是地表能量平衡中的关键因子。气候变化对反照率也很敏感。典型的气候变化预测是通过GCM与地表模型的结合进行的。目前在地表模型(如BATS模型)中，是通过空气动力学粗糙度Z0与降雪深度d两个参数来估计雪地上树冠的反照率的。在他们的工作基础上，重点考虑对于不同的太阳天顶角，直入一扇出反照率的方向性及其与叶面积指数(LAI)的关系。同时，为了保持BATS模型所需反照率模型的基本特征，主要在几何光学-辐射传输混合模型(GORT)的基础上做了一些近似来达到此目的。最后，以针叶林为例，用MODIS的反照率数据和BOREAS地面观测数据做了初步的模型验证。结果显示模型较符合实际情况。 相似文献
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南极与全球环境变化的关系受到了全人类的关注.空间对地观测技术的发展,为人类进一步认识南极打开了新的局面.合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR）是近十年发展起来的极具潜力的空间对地观测技术,已经成为一种用于生成数字高程模型（DEM）地图制图及地表运动监测等的有效手段.通过Grove山地区的实例研究和分析,进一步肯定了InSAR在南极研究中不仅可以用于地图制图,而且在冰川动力学、冰貌环境变化等研究领域也有巨大的潜力. 相似文献
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The role of remote sensing in one aspect of the World Climate Research Program is summarized. More specifically, unresolved theoretical and methodological problems are outlined for the use of remote sensing imagery (in conjunction with the International Land Surface Climatology Project) to derive quantitative parameters of land (and ice) surface characteristics. These parameters are raw data for models of the overall circulation of the atmosphere, which can be used to generate maps of albedo, surface roughness, hydrology, etc. A list of preliminary standards for satellite monitoring of land surface characteristics is included. Translated from: Izvestiya Vsesoyuznogo Geograficheskogo Obshchestva, 1988, No. 2, pp. 161-165. 相似文献
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中国地表积雪动态分布及反照率的变化 总被引：14，自引：0，他引：14
地表特征和下垫面物理性质在时分布上的差异,造成地表能量分布的不均。地表积寻由于其分布广、反照率高、高节性强等特点,对局地气修乃至全球气修变化都具有深远的影响。遥感动态监测地表特征的变化和反演大面积反照率是一种实际有效的技术手段,该文应用遥感技术、分析研究了我国地表积雪分布和反照率的动态变化。 相似文献
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M. B. Potdar 《Journal of the Indian Society of Remote Sensing》1990,18(4):65-75
A model (named ATMRAD) of radiation transfer in the Earth’s hazy atmosphere based on simplistic solution of radiation transfer equation and tropical model atmosphere is developed to estimate path radiance for correction of remote sensing multispectral data. The atmosphere is assumed to be cloud free and plane-parallel stratified with various quatities specified for 46 layers in its 100 km assumed thickness and model altitude profiles of haze aerosols specified for 23 km and 5 km visibility ranges. Altitude profiles of haze for any intermediate visibility ranges are deduced from linear mixing of the two profiles for 23 and 5 km visibilities. Deirmendjian size distribution function is assumed for aerosols. The radiation transfer calculations have been performed for 126 wavelengths in 0.25 to 3.0 μm range by considering Rayleigh and Mie Scatterings by air molecules and aerosols; and absorption by atmospheric gases. The model calculations have been carried out for path radiances in bands of IRS LISS-I sensor for different visibility ranges and solar illumination angles. 相似文献
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极地海冰反照率直接影响极区的热收支,反照率的变化对地气系统热量收支平衡及气候变化等的研究具有重要意义。本文采用由美国国家海洋与大气管理局NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration)发射的NOAA卫星携带的先进的甚高分辨率辐射仪AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) Level-1B (L1B) 数据,经宽带反射率转换、各向异性校正、大气订正、云检测等处理,得到4 km宽带晴空地表反照率产品。将AVHRR反照率与北冰洋地表热收支SHEBA (Surface Heat Budget of the Arctic Ocean)实验数据进行印证,印证结果显示在冰雪冻结期二者平均偏差为-0.07,标准偏差为0.05。本文处理了2008年—2010年的AVHRR数据,结合第4次北极科学考察现场观测数据研究了北极冰面月平均反照率的变化,从降雪和冰脊两个方面分析了反照率的变化,结果显示反照率在冰雪融化过程中变化约为0.3,变化较大且较为迅速,表面粗糙的多年冰海域和较为平滑的一年冰海域的反照率在雪融化时期变化约为0.2且变化相对缓慢。研究结果表明,由冰雪融化引起的反照率变化较为快速且幅度较大,是引起北极反照率变化的主导因素。 相似文献
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作为影响极区热平衡的关键因素,北极反照率会对北极气候与环境变化产生重要影响。采用CLARA-A2-SAL(The CM SAF Cloud,Albedo and Radiation)反照率产品分析2000—2015年北极夏季反照率月尺度和年尺度的时空变化,并探索北极反照率与海冰密集度的关系。结果表明,近15年间北极夏季反照率降幅达到12.20%,8月反照率下降趋势最显著,每10年减少0.040;随着海冰的融化,北极夏季反照率发生由高到低的变化;北极中央密集冰区与周边海域的反照率变化呈现出显著的空间差异性;北极反照率与海冰密集度呈稳定的正相关。研究北极反照率的时空变化及其影响因素可为解释海冰变化成因、预测北极海冰变化趋势提供参考。 相似文献
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Evidence for Mountain Glacier Changes in Semi-arid Environments based on Remote Sensing Data 总被引：1，自引：0，他引：1
Neamat Karimi Manuchehr Farajzadeh Ali Moridnejad Soodabeh Namdari 《Journal of the Indian Society of Remote Sensing》2014,42(4):801-815
Countries like Iran, which are geographically situated in a rather arid and warm regions, will suffer more from global warming than countries located in humid and semi-humid regions. In such environments, analyzing the variations of mountain glaciers can reveal several aspects of climate change patterns more efficiently in comparison to the other geo-indicators. The present study reports some evidence of changes for Alamkouh glacier between 1955 and 2010 based on several mediums to high-resolution satellite images. Considering that most part of the Alamkouh glacier is covered by debris and delineating its actual area is not possible, planimetric change analysis was restricted to the clean-ice regions. The object-oriented classification approach was used to estimate the clean ice areas. This technique takes into account the shapes of the features along with their spectral patterns. Results revealed that clean ice regions of Alamkouh glacier shrank since 1955 with an overall area reduction of about 59 %. Although the general observed trend is a clean ice area reduction, some advancement was detected over the period from 2000 to 2010. During 1992–2000, the maximum reduction in the clean ice area was observed (0.08 km2.a?1). However, clean ice area of the case study has partially increased about 0.028 km2.a?1 from 2000 to 2010. Supra-glacial lake change analysis illustrated that at the surface of the glacier, lakes have been enlarged remarkably in the past 55 years (about 4.75 times greater). In addition, clean ice area and the surface area of supra-glacial lakes oscillated in compliance with each other. The findings revealed that the maximum expansion of supra-glacial lake occurred during 1992–2000, which demonstrate the glacier maximum reduction during this period. This shrinkage in the Alamkouh glacier caused an extensive glacial lake outburst flood in Jun 2011. The results of this study agree with documented changes in other mountain glaciers located in arid and semi-arid environments and they also confirm the application of mountain glaciers in climate variations monitoring over such regions. 相似文献
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陆表覆盖变化影响地表特征从而改变地表能量平衡是理解人类活动对全球气候变化影响的关键环节。选择国际气候谈判主要国家的美国、印度和巴西作为中国的对比国，对比分析不同国别、不同气候带典型陆表覆盖类型的地表反照率时空差异，进而模拟开垦和城市化等陆表覆盖变化对反照率的影响差异。结果表明：(1) 2000年—2015年，中国、美国的地表反照率年际变化存在明显的气候带空间分异特征，中国干旱半干旱区和美国中低纬湿润区表现出降低趋势，而中国亚热带湿润和美国高纬与中部干旱区则表现出明显的升高趋势，印度的地表反照率年际变化呈微弱下降趋势，而巴西为微弱上升趋势。(2)无雪覆盖时，耕地、林地、草地和人造地表反照率具有夏高、冬低的时间变化特征，干旱半干旱区反照率明显高于湿润区。4种类型的国别差异体现在，中国亚热带湿润区地表反照率均以上升为主，干旱半干旱区则相反；美国除耕地在干旱区呈较强的升高趋势外，其余类型基本为降低趋势；印度均表现为降低趋势；巴西则表现为略微升高趋势。(3)与无雪覆盖相比，有雪覆盖时不同陆表覆盖类型地表反照率均有所提高，林地提高幅度最小，约0.06—0.26，耕地提高最大，约为0.17—0.38，且中国林地反照率提高幅度略高于美国。(4)原陆表覆盖为林地时，开垦和城镇化均导致地表反照率升高，且干旱区升高幅度高于湿润区，湿润区的升高幅度随纬度降低而减弱；为草地时，开垦主要在巴西、印度和中、美亚热带湿润区引起地表反照率升高。而城镇化引起的反照率变化则受到原有地表覆盖、季节和气候背景影响存在较复杂的国别和气候带差异。 相似文献
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Seasonal global mean sea level change from satellite altimeter, GRACE, and geophysical models 总被引：2，自引：1，他引：2
J. L. Chen C. R. Wilson B. D. Tapley J. S. Famiglietti Matt Rodell 《Journal of Geodesy》2005,79(9):532-539
We estimate seasonal global mean sea level changes using different data resources, including sea level anomalies from satellite
radar altimetry, ocean temperature and salinity from the World Ocean Atlas 2001, time-variable gravity observations from the
Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) mission, and terrestrial water storage and atmospheric water vapor changes
from the NASA global land data assimilation system and National Centers for Environmental Prediction reanalysis atmospheric
model. The results from all estimates are consistent in amplitude and phase at the annual period, in some cases with remarkably
good agreement. The results provide a good measure of average annual variation of water stored within atmospheric, land, and
ocean reservoirs. We examine how varied treatments of degree-2 and degree-1 spherical harmonics from GRACE, laser ranging,
and Earth rotation variations affect GRACE mean sea level change estimates. We also show that correcting the standard equilibrium
ocean pole tide correction for mass conservation is needed when using satellite altimeter data in global mean sea level studies.
These encouraging results indicate that is reasonable to consider estimating longer-term time series of water storage in these
reservoirs, as a way of tracking climate change. 相似文献
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Enrique L. Montaño 《International Journal of Digital Earth》2016,9(5):520-544
This research examines uncertainty in MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) observations, and demonstrates the direct influence of geometric distortions resulting from the standard practice of geolocating swath observations. MODIS observations vary dependent on the ground sample distance, which varies dependent on the view zenith angle that changes with every orbit. MODIS Level 2G (L2G) land products are generated by applying a geolocation algorithm that resamples the variable observation geometries to a consistent grid of fixed pixel size and location, a process which itself introduces variability associated with the changing observational footprint. For this study, broadband albedo was simulated for five validation sites, representing five distinct land cover types, exhibiting quantifiable variability, with additional seasonal variability exhibited in some sites. All site simulations exhibit compounded uncertainty attributable to the geometric distortion sufficient to influence climate models (i.e. ranges from 0.01 to 0.045 albedo). These results indicate there is a minimum level of uncertainty associated with the variable geometry that should be factored into L2G-based products, particularly for nominal 250?m band data. Aggregating the data to coarser resolutions and smoothing the data through average resampling can mitigate the uncertainty. 相似文献
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基于SAR偏移量跟踪法提取岗纳楼冰川流速 总被引：2，自引：1，他引：1
冰川动态变化监测有助于反映全球和区域气候演变，保护自然环境和自然资源。近年来，基于SAR数据研究冰川运动已成为主流技术之一。基于SAR提取冰川流速主要包括合成孔径雷达干涉测量、多孔径雷达干涉和偏移量追踪法。本文采用SAR偏移量追踪法中的强度追踪法，提取青海省哈拉湖东北部岗纳楼冰川沿距离向、方位向的冰川流速。试验结果表明，距离向冰川运动速度提取效果较好，最大流速达15.36 m/a，流速从中轴向两侧递减，在冰舌末端趋于0；方位向提取的冰流速最大达18.27 m/a，但因电离层干扰，方位向流速图中存在一些方位向条纹。此外，由于冰流速在方位向分量小等因素的影响，本文研究提取的方位向流速精度低于距离向。 相似文献