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行业专项成果综述-青藏高原气候和生态环境要素数据库的建立

发布者:张岳   来源:   发布时间:2020/12/9 16:18:29   标签:   浏览次数:1488

项目编号GYHY201306017

研究周期2013年1月-2015年12月

国拨经费345万元(核减至313万元)

项目负责人】卢乃锰

项目骨干成员】方翔、刘清华、任素玲、王曦、张明伟、吴晓、游然、黄庆妮、胡菊旸、王园香、曹广真

项目承担单位国家卫星气象中心

项目协作单位】西藏高原大气环境科学研究所,中国科学技术大学,中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

主要研究成果

1.基于多源卫星遥感数据,发展定量遥感反演算法,建立了近30年青藏高原天气、气候要素数据集,包括总云量、高云、中云、低云、日照、ORL、降水7 个气候数据集,高原对流、高原涡、高原切变线3 个天气参数数据集。

1)主要应用气象卫星资料,结合多源观测和分析数据,建立青藏高原低涡和切变线人机交互综合识别方法,形成近30年数据集。充分发挥静止气象卫星高空间覆盖和高时空分辨率的优势。

2)利用生成的高原低涡数据集,研究分析表明,青藏高原西部为另一个高原低涡活动频繁区域,主要活跃于冬季。卫星监测使得活跃于青藏高原东部的低涡起源地进一步西移至高原的中西部。和2015年只有新增3个气象探空站点后,高原低涡年鉴数据中观测到的高原中西部低涡活动结果一致。

2.基于多源卫星遥感数据,发展定量遥感反演算法,建立了近30年青藏高原典型生态环境要素数据集,包括植被指数、陆表温度、湖泊面积、积雪覆盖面积,分析了其空间分布特征和时间变化趋势

1)发展充分利用低空间分辨率卫星遥感光谱信息和纹理信息的算法,同时考虑其亚像元特征,进行青藏高原湖泊面积的自动提取。建立了青藏高原近30年遥感湖泊面积数据集。

2发展Beck-Li分裂窗算法,针对不同平台不同波谱响应函数的热红外双通道数据进行地表温度反演,利用不同大气模型模拟数据/实时准实时探空数据/NCEP数据模拟生成分裂窗系数,建立了青藏高原近30年遥感陆表温度数据集。

3)基于高原特殊的下垫面和天气特征,发展光学和微波遥感积雪覆盖面积融合算法,研制近30年积雪覆盖面积数据集。

4使用1996-2011年的多源观测资料,研究青藏高原冷季积雪对暖季植被的滞后影响,分析了其内在物理机制。结果表明青藏高原植被生长所需要的水份主要来自于积雪融化导致的土壤湿度增加,而不是降水量。  

3.建立 “青藏高原卫星气候与生态环境产品专题网”,实现专题数据共享服务。

建立了青藏高原卫星气候与生态环境产品专题网”,实现专题数据共享服务,为高原天气、气候与环境研究者提供基础数据和产品,主要包括专题数据发布、数据检索订购、数据下载、用户管理和文档管理等功能。

4.开展了青藏高原地区陆表温度、湖泊边界调研及野外观测试验

项目组在青藏高原布置了10个连续记录的温度仪器,通过3km*3km区域组网观测),获得和卫星过境同步的地面实测数据,并将观测数据与风云三号及MODIS陆表温度产品进行了初步对比分析;通过羊卓雍错、多庆错、纳木错湖泊边界的观测,得到了验证低分辨率遥感数据(AVHRR、METOP等)反演所得的高原地区湖泊面积的数据资料。另外,采用无人机航拍与地面拍照相结合的方法,对青藏高原黄河源区、疏勒河源区和青藏线的不同草地类型进行植被覆盖度拍摄取样,开发了航拍照片处理软件,将航拍照片中地物类型精确的区分出来,统计各地物类型面积和数量,以利用遥感NDVI资料反演高原尺度的植被盖度。

 

成果应用情况

1.青藏高原长时间序列遥感生态环境要素的研究具有重要价值。充分利用近30年的多源卫星遥感数据,发展定量遥感反演算法,研制青藏高原陆表温度、植被指数、湖泊面积和积雪覆盖典型生态环境要素长时间序列产品,已经用于青藏高原典型生态环境要素的变化分析,并在省局得到推广应用。

2.研制的青藏高原天气气候参数反演算法,建立了近30年青藏高原天气、气候要素数据集,包括总云量、高云、中云、低云、日照、ORL、降水7 个气候数据集,高原对流、高原涡、高原切变线3 个天气参数数据集。数据集已应用于高原天气、气候分析研究,并在省局得到推广应用。

        3.项目共完成期刊学术论文10篇,其中第一标准7篇;培养正高级职称2人,培养中级和副高级职称2人,申请软件著作权1项。

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