沙尘暴的长时间序列遥感数据分析系统和产品集成平台建设

课题总目标: 依据遥感数据的时间一致性、空间均匀性等原则,研究完成长时间序列卫星遥感数据的定标、定位及其归一化处理;基于成熟的业务化遥感算法,建立长时间序列卫星遥感沙尘专题数据集和与沙尘相关的地表状态参数遥感集;开展我国沙尘发生、发展、运移规律、沙尘天气的时空变化规律和长期变化趋势研究,建立沙尘暴的长时间序列遥感数据分析系统;建立沙尘暴监测预报分析产品集成平台,实现沙尘暴历史数据、气候影响分析产品、遥感实时监测产品、数值模式预报产品的集成显示.     

沙尘对我国西北干旱气候影响机理的研究

气候干旱化、水资源短缺是全球变化的主要特征之一。我国西北地区表现尤为突出,植被退化、荒漠化加剧、沙尘天气频发,严重制约了当地经济发展和西部大开发战略的实施。以往对沙尘天气的灾害性及其加速土地荒漠化研究较多,然而关于其向大气中输送的大量沙尘气溶胶对气候的影响,没有引起足够重视。干旱区降水效率低,而且干旱越严重越难形成降水的现象已引起科学家的高度关注,但是沙尘气溶胶扮演什么角色、通过什么途径与机制对云和降水产生影响尚不清楚。我国西北地区是全球主要的沙尘源区,受青藏高原或蒙古气旋影响,沙尘气溶胶可输送至对流层中上部及下游较远地区,对区域乃至全球气候产生重要影响。因此,沙尘对干旱气候的影响是一个重要科学问题。     

肆虐风沙——沙尘暴

今年入春以来 ,几场席卷了北方大部分地区的风沙把一个并不广为人知的科技名词刮成热点 ,这就是沙尘暴。作为东亚地区春季常见的一种灾害性天气 ,沙尘暴在我国北方广大的干旱地区并不鲜见。但进入 2 0世纪 90年代以来 ,由于各种因素的影响 ,沙尘暴发生的频率和强度明显增加 ,尤其是今年 4月以来的几场沙尘暴 ,波及了大半个中国 ,使全国近 2 0个省会城市受到沙尘的污染 ,其中呼和浩特、兰州、太原、西宁、银川、北京、天津、石家庄八个城市属于重度污染 ,郑州、乌鲁木齐、西安、杭州、武汉、南京、重庆等十多个城市属于中度或轻度污染。在北…     

沙尘暴的数值预报与卫星资料同化技术研究

沙尘暴是一种强灾害性天气,不仅对工农业生产、交通、建筑设施、人民生命财产等造成严重危害,而且可对全球和区域的气候和生态系统产生重要影响.近年来,沙尘暴作为一个全球性的气候与环境问题,受到了各国政府的高度关注.     

新一代风云卫星沙尘暴遥感监测方法及其业务系统集成技术研究

1 课题慨述 本课题将在现有沙尘暴卫星遥感监测算法的基础上,以我国风云气象卫星观测资料为主,同时结合国外先进卫星对地观测资料,重点开展:基于星座观测体系的静止气象卫星沙尘暴遥感监测技术研究;基于新一代极轨气象卫星风云三号的沙尘暴定量遥感技术研究;卫星反演与地面观测的融合技术研究;沙尘暴遥感监测业务系统集成技术研究;国外新型遥感数据源的沙尘暴定量反演方法研究.     

海水滩涂贝类养殖环境特征污染物甄别及安全性评价标准研究*

滩涂贝类是我国海水养殖产品中产量大、产值高的重要养殖品种,但产品质量存在较大的安全隐患,其产地环境质量状况直接影响到贝类产品的质量。该课题选择中国沿海典型的海水滩涂贝类养殖主产区,通过开展环境特征污染物甄别、污染物浓度限量确定和贝类养殖产地环境类型划分研究,建立了海水滩涂贝类养殖产地环境特征污染物的监测、分析和评价方法;以重金属铜、铅、镉参数为切入点,提出海水滩涂贝类养殖产地水环境质量、底质环境质量评价指标和评价方法和我国海水滩涂贝类产品安全限量中镉的限量建议值;从产地环境管理角度,提出了海水滩涂贝类养殖产地环境类型划分技术规范草案。该研究是“十一五”国家科技支撑计划项目“农产品产前质量安全控制及应急计划标准研究”课题二。     

资料:近年沙尘天气一览

中国环境监测总站的监测结果表明,我国2004年以来发生沙尘天气6次,与近年同期(3月10日以前)相比,较2003年增加4次,较2002年增加3次,与沙尘天气频发的2001年相比,减少3次。其中,影响范围达到和超过5省(自治区、直辖市)的沙尘天气2次,受到沙尘天气影响的省(自治区、直辖市)为11个。2003年,我国发生沙尘天气11次,影响范围达到和超过5省(自治区、直辖市)的沙尘天气3次,受到沙尘天气影响的省(自治区、直辖市)为9个。2002年,我国发生沙尘天气16次,影响范围达到和超过5省(自治区、直辖市)的沙尘天气5次,受到沙尘天气影响的省(自治区、直辖市)为19个…     

中低纬输电系统的空间天气影响问题研究

太阳磁场活动可能引起包括行星际、磁层、电离层以及地磁场在内的日地空间系统的扰动，空间天气指日地空间系统的物理状态。灾害性空间天气对电力系统的影响是我国电网发展与建设遇到的新问题、新课题。华北电力大学2000年提出并开始研究该课题，2008年开始与国际地磁感应电流（GIC）研究领军科学家、芬兰气象研究院Risto Pirjolajia合作，并受聘为华北电力大学客座教授，参加课题组国家自然科学基金和国家863计划项目的研究，包括联合指导电网GIC建模及算法研究的博士生。2009年，针对我国在全球地处中低纬、电网规模大、电压等级多和特高压电气设备复杂等国情，提出与Risto Pirjolajia和加拿大自然资源部David Boteler合作本项目，2010年获国际科技合作计划的支持。本项目的科技目标是：探明中低纬电网GIC的影响因素与特征规律，建立中低纬电网GIC的评价体系。本项目的合同内容包括：空间天气影响观测数据的收集与统计研究，电网GIC与空间天气事件响应关系研究，特高压大电网GIC模型及其水平研究，特高压电气设备GIC响应和现象研究。经过合作双方三年的共同努力，包括通过采用互访制定研究内容与计划、联合培养博士生和选派学术骨干访问等方法及手段，本项目的研究取得了重要的突破，探明了影响准确评价中低纬电网GIC大小的内外部因素，提出了中低纬电网GIC、变压器和互感器GIC效应的评价理论与方法，建立了多电压等级大规模复杂电网GIC的评价理论与评价方法体系，使我国具备了量化评价多电压等级大规模复杂电网GIC水平的能力。本项目的量化考核成果包括：发表研究论文33篇，其中SCI论文7篇，EI论文15篇；联合培养博士生4人，培养毕业硕士生14人，举办国际会议1次，双方互访10人次。     

空间天气学的基本问题

空间天气学是监测、研究和预报地表２０－３０ｋｍ之上的日地空间环境中会给地面和空间的技术系统和人类健康带来严重损害的天气条件的变化规律,为人类生存和发展服务的多学科交叉的新学科,它的建立和发展涉及空间天气监测,空间天气变化规律研究,空间天气预防;空间天气服务以及空间天气的技术支撑系统。解决这些问题的关键是空间天气研究应成为一种国家行为。     

亚洲沙尘的气候与环境效应

沙尘气溶胶是大气颗粒物的重要组成部分,不但在环境变化研究中占有重要地位,也是重要的气候驱动因子之一。由于问题本身的复杂性,当前对沙尘气溶胶直接气候强迫的估计存在极大的不确定性,间接效应的不确定性更大。此外,气候和环境的改变又反馈于亚洲沙尘的产生、输送与沉降。在国际科技合作重点项目支持下,我们对亚洲沙尘发生、发展规律及其气候和环境效应进行了几年时间系统、深入的探索研究。     

肆虐风沙——沙尘暴

今年入春以来,几场席卷了北方大部分地区的风沙把一个并不广为人知的科技名词刮成热点,这就是沙尘暴。作为东亚地区春季常见的一种灾害性天气,沙尘暴在我国北方广大的干旱地区并不鲜见。但进入20世纪90年代以来,由于各种因素的影响,沙尘暴发生的频率和强度明显增加,尤其是今年4月以来的几场沙尘暴,波及了大半个中国,使全国近20个省会城市受到沙尘的污染,其中呼和浩特、兰州、太原、西宁、银川、北京、天津、石家庄八个城市属于重度污染,郑州、乌鲁木齐、西安、杭州、武汉、南京、重庆等十多个城市属于中度或轻度污染。在北京等城市还导致了人员伤亡和航班延误。范围之广,危害之大,引起了上至国家领导人,下至普通百姓和方方面面的密切关注。根据大气学科的定义,沙尘暴是指大风扬起地面的尘沙,使空气浑浊,水平能见度小于1千米的风沙现象。^[1]近年来,在我国气象界,又将沙尘暴细分出强沙尘暴和特强沙尘暴。强沙尘暴指能见度小于0.2千米,风速大于9级的沙尘暴;特强沙尘暴指能见度小于0.05千米,风速大于10级的沙尘暴。除了沙尘暴外,由风吹起地面沙尘使水平能见度降低的现象,还有浮尘和扬沙两种类型。浮尘指：悬浮在大气中的沙尘或土壤粒子,使水平能见度小于10千米的天气现象。^[2]扬沙指：风将地面尘沙吹起,使空气相当混浊,水平能见度在1～10千米以内的天气现象。^[3]沙尘暴作为一种高强度的风沙灾害,危害十分严重。尤其是强沙尘暴和特强沙尘暴,其风力可在12级以上,与东南沿海登陆的台风最大风力相当,危害更大。它能摧毁建筑物、公共设施和树木,伤害人类和畜禽,并能引起火灾;它刮走农田表层沃土,使农作物根系裸露或连株刮走,严重影响了农业生产;它还以风沙流的形式淹没农田、渠道、房屋、道路、草场等;它使能见度降低,造成机场关闭和引发各种交通事故;大量的沙尘不仅对精密机械、精密化工等有严重的破坏性影响,而且严重污染了环境,对人们的眼睛和呼吸系统造成损伤,危及人体健康。下面是两例沙尘暴现场报道的片断：“沙尘暴来临之时,整个天空被混黄的气浪所笼罩,大有山摇地动之势,刹那间,狂风骤起,沙尘满天飞舞,狂风把碗口粗的林木连根拔起,街道上直径15厘米粗的钢管广告架被大风吹断,躲在室内的人们呼吸困难……”;“先是一种恐怖的声音,之后是一股冲天而起的红色沙浪,红色迅速黯淡,成为灰色、黑色,遮天蔽日,沙尘壁高约300至500米,其前锋犹如原子弹爆炸的蘑菇云,挟裹着黄沙,铺天盖地而来,行道树被拦腰折断……”。沙尘暴的淫威可见一斑。近5年来,仅我国西北地区遭受沙尘暴袭击就有20多次,累计造成经济损失12亿多元,死亡人数超过200人。沙尘暴是一种风与沙相互作用的天气现象,它的生成,需要有强风、干旱等适合的气象条件和丰富的沙尘源等特殊的地理环境。因此,沙尘暴的出现一般具有较强的局地性和季节性,常发生在冬春季风力较大的沙漠地区和长期缺雨干旱疏松的土地上。在世界范围内,这些区域主要包括中国西北地区、非洲撒哈拉地区、阿拉伯地区、美国中南部地区和前苏联的中亚地区等全球一些著名的沙漠及干旱地区。近年来我国沙尘暴发生频率和强度呈增加的趋势,其原因与地球温室效应、拉尼娜现象、森林锐减、植被破坏等因素有不可分割的关系。其中,温室效应使气温升高,气候干燥,拉尼娜现象使冬春季风力强大,为沙尘暴的发生提供了气象条件;过度放牧、大量砍伐、大规模的土地开垦等导致了森林锐减、植被破坏,造成土地的大面积裸露,为沙尘暴的发生增加了大量沙尘来源,由此满足了沙尘暴大规模发生的条件。在我国西北广大的干旱地区,森林覆盖率本来就不高,现有的植被又遭到严重破坏,加之该区域春季风力较大,使这一地区成为我国沙尘暴的高发区和发源地,并由此波及到其他地区,造成严重的危害。虽然沙尘暴是一种区域性的灾害性气候现象,不可能完全消除(引发沙尘暴的大风、高温、干旱等气候现象和自然界中的沙漠不可能消除)。但在沙尘暴的相关地区,施以各种合理和有利于可持续发展的人为措施,则可以有效地减缓沙尘暴发生的频率和强度,进而显著地减轻沙尘暴的危害。如果把沙尘暴形容成一条恶龙,那么通过植树造林、退耕还林、退耕还草、控制超载放牧等一系列措施,最大可能地改善沙尘暴相关地区的植被状况,减少形成沙尘暴的沙尘来源,就如同拽住了龙尾,它就不可能肆意妄为;如果通过全世界的共同努力,有效地解决或缓解主要是由人类活动排放大量二氧化碳、甲烷等气体产生的温室效应等生态环境问题,就如同按住了龙头。这条恶龙将可能大大改变性情,变得温顺起来。亡羊补牢,犹未为晚。沙尘暴的频繁发生再一次告诫我们：人类和自然界的关系是互相依存,互相协调的关系。如果不顾自然规律,对自然资源过分地攫取,以致造成生态环境的破坏,来自大自然的惩罚就会越来越频繁地降临在人类的头上。     

沙尘暴

<正>沙尘暴是沙暴和尘暴两者兼有的总称,是指强风把地面大量沙尘物质吹起并卷入空中,使空气特别混浊,水平能见度小于1千米的严重风沙天气现象。其中沙暴系指大风把大量沙粒吹入近地层所形成的挟沙风暴;尘暴则是大风把大量尘     

环境质量常规监测数据管理系统框架结构研究

本研究在对国内外环境质量常规监测数据管理体系综合调研的基础上，梳理了我国环境质量常规监测数据获取、传输和使用管理过程中存在的问题与解决思路，构建了我国环境质量常规监测数据管理系统的框架，并分别针对环境常规监测数据获取、传输和使用保存环节，研究相关的对策，整合、完善、修订、制订有关水、气环境技术规范，并应用于实际工作中，为我国环境质量常规监测数据管理提供了一套系统、完整且适合我国国情数据管理体系，为提升环境质量常规监测数据质量，更好地服务于环境管理服务提供了有效保障。     

北京市空气质量预报技术研究

文章开展了动态统计、数值模拟、判别预报、集成预报平台开发等多种空气质量预报技术研究。建立了包含相关性分析、线性回归、判别分析、分类回归树等多种统计分析方法与技术的动态统计预报系统,在国内首次实现动态统计业务预报;将NAQPMS、CMAQ、CAMx、AQMDSS、ARfA等五个国际上先进的空气质量数值预报模型进行集成,搭建多模型空气质量数值预报系统;研发了北京市空气质量预报综合业务平台,将各类监测数据、预报资料、统计模型、多模式数值模型系统以及沙尘判别预报结果集成,丰富和提高了北京市空气质量的预报手段及能力;成功地将各类预报技术服务于2008北京奥运空气质量预警预报工作中,并对北京奥运会开幕式前夕出现不利于污染物扩散的天气形势进行了准确的预警预报,为管理部门及时采取奥运空气质量保障的应急措施提供了重要的科技支撑,为奥运空气质量保障工作做出了重要贡献。     

城市环保信息平台总体框架设计与应用实践

环保信息化工作对环境保护事业发展具有重大的作用和影响。本文从城市环境保护管理全局的角度,研究了环境质量动态监管工作的需求、信息平台架构和技术途径,并对信息协作共享和实施保障提出建议。     

武清地区雾霾预报服务系统开发与应用示范

华北平原地区是中国工农业发达和人口稠密的区域之一,随着最近几十年的经济快速发展,这一区域的煤、石油和天然气等矿物燃料的消耗迅速增多,由于工业燃烧和交通运输等过程排放的一次污染物以及从（半）干旱地区输送来的沙尘等共同导致了华北地区严重的气溶胶污染,而由此产生的雾、霾天气下的低能见度事件也频繁出现在这一地区。天津市武清区地处京津之间,是京津主通道的关键节点,但同时来自北京和天津的污染物在不同的天气条件下也会影响该地区,气象观测资料也显示,武清也是大雾、霾等低能见度天气高发地区,因此研究该地区雾霾等低能见度天气发生成因及其天气气候背景,开发适合区域特点的雾霾预报技术不仅对本地交通运输提供安全保障,对农业生产减少损失,提高人们生活质量有积极的促进作用。     

北极海冰与气候关键过程考察与研究成果

全球增暖及其影响是目前国际上最为关注的问题之一。近30年来，北极海洋和气候发生了有历史记录以来最显著的快速变化，海冰快速融化极有可能加速全球增暖。我国的气候变化与北极系统息息相关，北方冬季的雪灾冷害、春季的沙尘暴等都与来自北极的冷空气活动有直接关系。     

新疆准葛尔盆地南缘冰雹预警指标的研究

根据2003～2008年（4～8月）强对流天气的新一代天气雷达资料和克拉玛依08时探空资料及地面实况资料，对冰雹天气的0℃层高度、冰雹云的雷达回波强度、强回波高度、回波顶高等数据进行分析，研究建立本地区新一代天气雷达回波的降雹指标，提高冰雹灾害天气的预警能力。     

基于Protégé的人工影响天气术语本体知识库设计与实现

基于本体编辑工具Protégé,设计了人工影响天气术语本体知识库。按照本体构造的“七步法”,定义了术语类,明确了术语类层次关系,定义了术语类的对象属性和数据属性;基于自定义的对象属性,利用HermiT推理机对本体进行了一致性检查。文章系统组织了人工影响天气领域的专业术语,为该领域术语研究、人机翻译、基于语义的信息检索奠定了基础。     

基于姚氏综合指数法和空气污染指数法的天津市北辰区大气环境质量评价

大气环境质量评价是认识和研究大气环境质量的一种科学方法。本文在系统调查、整理天津市北辰区环境空气质量监测数据的基础上,以姚氏综合指数法和空气污染指数法为主体,结合概率统计法、负荷系数法等多种方法,综合分析和评价了天津市北辰区2001-2006年的环境空气质量状况,确定了首要污染物、API值和空气质量级别,并建立数学模型对北辰区最近几年大气环境质量的演变状况进行定量分析和研究。