中国北方典型沙尘暴的遥感分析

综述了沙尘暴研究的领域和进展，提出了利用NOAA/AVHRR数据提取沙尘暴信息和沙尘暴信息密度分割的方法，经与气象数据对比验证，结果比较满意。结合沙尘暴途经区域的土地覆盖类型和植被覆盖度，对我国北方典型沙尘暴与下垫面之间的关系进行了分析，认为在同样的气象条件下，沙尘暴途经地区下垫面的土地利用/覆盖状况和植被覆盖程度决定着沙尘暴的形成与强度的变化。     

中国沙尘暴天气的新特征及成因分析

2000～2002年,中国北方地区频频发生沙尘暴天气,给当地和广大下游地区工农业生产、交通运输、空气质量和人民的日常生活都带来了极大危害。沙尘暴天气呈现频次高、发生时间提前、发生期时间长、强度大、影响范围广等新特征。对气候变化和地理环境背景的分析研究表明,近年来中国北方沙尘暴频繁爆发的原因主要是:1)近两年处于反厄尔尼诺(拉尼娜)事件的高峰期,使东亚冬季风频繁,导致大风天气频繁发生;2)在沙尘暴发生季节,中国北方降水明显减少,气温回升迅速且温度偏高于往年,使解冻的地表土层疏松,为沙尘暴的发生提供了丰富的沙源;3)近年来中国北方干旱加剧、土地荒漠化严重,使原本广阔的戈壁沙漠面积更加扩大,有利于沙尘暴天气的发生,这与不合理的土地利用状况有关。     

降水变化对陕北黄土高原植被覆盖度和高度的影响

植被特性及生长模式是土壤侵蚀研究的重要因子，而降水是植被生长的主要限制因素。通过 3年的观测数据，分析了陕北黄土高原地区降水年际变化和年内变化对 6种植被覆盖度和高度的影响，得到如下主要结论：①年降水量对刺槐林、灌木林、荒草地和农地植被的影响较大，平水年份和干旱年份最大覆盖度相差约一倍。而对于植被高度来说，受影响最大的是休闲地和农地植被。②降水的年内分布，尤其是 6～8月份的降水量是限制植被覆盖度和高度的主要原因。对于荒草地、农耕地覆盖度和高度的影响尤为显著。农作物覆盖度、高度甚至每年播种日期和种类都受到生长季降雨量的制约。研究结果对于估计黄土高原地区植被参数的变化，以及对土壤侵蚀模拟和退耕还林还草都具有参考价值。     

沙尘暴灾害致灾因子三维联合分布与重现期探索

探讨多致灾因子对Copula联合分布模型在三维多致灾因子综合分析中的扩展.针对沙尘暴形成的3个基本条件:大风、丰富的沙尘源和不稳定的大气层结,以内蒙古镶黄旗1990-2008年的强沙尘暴灾害事件为案例,建立了经向环流指数、地面平均最大风速和地表土壤湿度3个基本特征变量的联合分布,计算了基于联合分布的联合重现期.研究表明,镶黄旗强沙尘暴事件的三维致灾因子符合Frank Copula函数构建条件,该函数能够很好地描述强沙尘暴灾害3个基本特征变量的联合分布,具备扩展到三维的能力.相对于二维Copula函数拟合效果,三维Frank Copula在中高尾部分的拟合有很大提高.三变量联合重现期的计算结果更加贴近实际情况.     

中国北方风沙活动的驱动力分析

本文综合分析中国北方风沙活动发展的趋势,从气候变化、地表植被覆盖变化和土地利用变化等方面阐述了中国北方风沙灾害加剧的原因,指出气候变化和土地利用-覆盖变化是中国北方风沙活动的主要驱动力因素.     

降水变化对陕北黄土高原植被覆盖度和高度的影响

植被特性及生长模式是土壤侵蚀研究的重要因子,而降水是植被生长的主要限制因素.通过3年的观测数据,分析了陕北黄土高原地区降水年际变化和年内变化对6种植被覆盖度和高度的影响,得到如下主要结论:①年降水量对刺槐林、灌木林、荒草地和农地植被的影响较大,平水年份和干旱年份最大覆盖度相差约一倍.而对于植被高度来说,受影响最大的是休闲地和农地植被.②降水的年内分布,尤其是6～8月份的降水量是限制植被覆盖度和高度的主要原因.对于荒草地、农耕地覆盖度和高度的影响尤为显著.农作物覆盖度、高度甚至每年播种日期和种类都受到生长季降雨量的制约.研究结果对于估计黄土高原地区植被参数的变化,以及对土壤侵蚀模拟和退耕还林还草都具有参考价值.     

地形因子对华东地区降水影响的尺度效应研究

降水是地表淡水资源的主要来源,降水分布强烈的时空异质性给陆地水循环研究带来了较大不确定性,因此降水的空间异质性及其影响因子研究一直是水循环研究的重点。选取观测资料丰富的华东地区,采用351个气象台站降水观测数据,通过一般线性回归模型、地理加权回归模型和多尺度地理加权回归模型的拟合结果,研究了典型地形因子对降水空间分布的影响及其影响尺度。结果表明,传统的一般线性回归模型不能表征降水分布的空间异质性,而地理加权回归模型和多尺度地理加权回归模型均较好地拟合出了降水在空间上的非均匀分布（R2>0.7）。此外,多尺度地理加权回归模型的带宽数还反映了各地形因子对降水空间分布的影响尺度。一般说来,带宽数较小的局地影响因子对降水的空间异质性影响较强。对于年降水量,地形高程和地形起伏度是影响降水空间异质性的主要地形因子,而地形坡度和主风向系数对降水的影响不显著。在不同季节,各地形因子对降水空间分布的影响程度不同。地形高程对夏季降水影响较大;离海岸线距离对春、秋季南部山区降水影响较大;地形起伏度对冬季降水有重要影响。厘清我国不同季节降水与地形因子间的关系,有助于理解各季节复杂地形因子对降水的贡献,为...     

灰头土脸：地球日的尴尬

自3月11日遭遇今年首场沙尘暴天气以来，短短20天，六次沙尘天气集中侵袭中国。尤其是3月19日至21日出现的强沙尘暴，不仅影响新疆、青海、内蒙古、华北、黄淮北部等北方地区，沙尘还伴随大风一路南下，蔓延至黄淮、江汉、江淮、华南东北部等，一度横跨海峡影响台湾，累计影响全国21个省市。中国气象局预测，4月中下旬，中国北方还将出现沙尘天气。这也就意味着，即将到来的第41个地球日，广阔地域上的中国居民很可能将在漫天黄沙中度过。     

植被覆盖与沙尘暴日数分布关系的探讨——-以内蒙古中西部地区为例

利用NOAA/AVHRR的NDVI数据和地面气象观测数据，以植被覆盖率和年沙尘暴日数为指标，分析了内蒙古中西部地区植被覆盖与沙尘暴分布的关系。研究结果表明，在内蒙古中西部地区，80年代沙尘暴日数的正距平与植被覆盖率的负距平、90年代沙尘暴日数的负距平与植被覆盖率的正距平是相互对应的；沙尘暴日数与植被覆盖率之间呈现负的相关关系，这种相关关系在不同地貌类型区和不同季节有所差异；沙地区的夏季（7、8、9月平均）植被覆盖率与第 2年沙尘暴日数之间的负相关最为显著。     

基于灰色关联与粗糙依赖度的甘肃兰州市区泥石流危险性评价

危险性评价是泥石流灾害研究的主要问题之一,多因子综合评价是泥石流危险性评估的主要模式。由于泥石流灾害的不确定性和灾害系统的复杂性,因而非确定性分析方法成为其评估首选的研究方法。本研究以泥石流频发的兰州市为例,针对常规研究中选取的坡度等10个地形影响因子,首先应用复相关系数法去除地形因子间相关性,获得综合主要地形影响因子的地形易发性因子;然后,从地形易发性、地质岩性、地貌类型、降雨、植被覆盖度5个影响因子出发,应用灰色关联度、粗糙依赖度以及融合灰色关联度与粗糙依赖度的模糊综合方法获取泥石流危险性评价图。评价结果可知:(1)地形起伏度、坡向变率、地表粗糙度、坡长、坡度变率、植被覆盖度和降雨对该地区泥石流的发生具有一定的控制作用,与现场调查结果相吻合;(2)将三种评估结果与泥石流灾害进行叠加分析发现,研究区大多数泥石流点分布在0. 4～0. 6和0. 6～0. 8区间,且三种方法获得结果的趋势一致,均较客观地反映研究区泥石流危险性的空间分布;(3)由ROC曲线分析,灰色关联度和粗糙依赖度的评估结果精度比较接近,其ROC曲线下面积均接近0. 7;融合灰色关联和粗糙依赖法的模糊综合方法所得的ROC曲线下面积大于0. 7,其说明该模型评估的结果较好地反映泥石流危险性分布,具有较高的可信度。     

内蒙古西辽河平原植被指数时空变化及其影响因素研究

西辽河平原位于我国北方农牧交错带,属半干旱气候,发育科尔沁沙地,生态环境极其脆弱,开展植被指数时空变化及其影响因素研究,对于预测土地退化风险意义重大,可为该流域生态环境保护治理及水资源合理开发利用提供技术支撑。利用2000—2019年MODIS NDVI数据,采用一元线性回归趋势法和Mann-Kendall检验分析了近20年来该地区的植被生长变化趋势及突变情况。从影响植被生长的水热条件出发,分析了NDVI值与气象因素（降水、气温）、土壤湿度、地下水埋深等因子的相关关系;结合人类活动,分析了土地利用类型变化对NDVI值的影响。结果表明:（1）2000—2019年生长季NDVI值整体呈上升趋势,不存在显著突变点,最高值0.56,最低值0.41。（2）NDVI值在空间上呈现“东高西低”的分布特征,不同用地类型的NDVI值由大到小依次为耕地>林地>沼泽地>滩地>草地>盐碱地>沙地。（3）92.5%的区域植被呈增长趋势,7.5%的区域植被呈减少趋势。（4）NDVI值与降水、气温、土壤湿度呈正相关关系,相关系数分别为0.86,0.78,0.81,降水对植被影响最大。（5）最适宜天然植被生长的地下水埋深约为3 m,当地下水埋深大于10 m时,NDVI值会随着埋深的增加剧烈减小。（6）人类活动如土地开垦、植树造林是近20年来NDVI值呈增加趋势的主要原因之一,在一定程度上改善了当地生态环境。     

沙尘暴卫星遥感研究进展

研究沙尘暴对我国北方地区的生态环境建设和可持续发展有着重要意义。近10年来，我国北方地区的沙尘暴天气呈现增长的趋势，相关学科都从不同侧面展开对沙尘暴的研究。主要综述了国内外利用卫星遥感技术研究沙尘暴的进展。对沙尘暴的国内外研究历史和现状进行了简要回顾，然后系统地介绍了应用遥感技术开展沙尘暴研究的数据源及其特点、原理和技术方法，其中，对沙尘暴遥感研究的技术方法给予了更为详细的介绍，最后针对现有研究的不足，对未来沙尘暴遥感研究的方向进行了展望。     

中国北方过去2000年沙尘事件与气候变化*

文章依据冰芯、树木年轮等自然记录和历史文献记录,分析了中国北方不同地区近2000年的沙尘事件及其与气候变化的关系。结果表明,在干旱区西部,历史时期的沙尘变化主要受温度变化的制约,无论在10年尺度,还是百年尺度上,沙尘事件与温度变化均表现为显著的反相关,即气候寒冷期与沙尘频发事件相对应,气候温暖期与沙尘发生变弱期一致;在半干旱区,在10年尺度上温度和降水序列与沙尘发生频率均显著负相关,但在百年尺度上沙尘与降水变化的关系更为密切;在干旱区东部,沙尘与气候变化的关系具有明显的过渡性特征,气候变化对沙尘事件的作用主要在百年尺度上体现出来,沙尘与温度记录的负相关比降水更好,在10年尺度上气候与沙尘序列尽管也是负相关,但不显著。通过对现代气象记录的气温、降水变化和沙尘事件频数分析,其结果与历史时期情况基本一致。     

新疆40a来气温、降水和沙尘天气变化

根据1961-2001年新疆代表北疆的8个气象站、天山山区的8个气象站、南疆的8个气象站的实测资料, 分析了40 a来新疆气温、降水、沙尘暴、扬沙、浮尘年代际变化特征.结果显示: 40 a来新疆气温呈明显上升趋势, 后10 a(1991-2000年)比前30 a平均气温升高, 北疆偏高0.8℃, 南疆和天山山区均偏高0.℃; 降水变化的总趋势是增湿明显, 后10 a与前30 a相比降水增加, 南疆偏多20.4%, 北疆偏多11.3%, 天山山区偏多9.8%; 南疆与北疆各类沙尘天气年际变化趋势基本相似, 80年代以来呈减少趋势; 南疆沙尘暴、扬沙、浮尘总日数之和与同期的温度、降水在春季有相对较好的线性相关关系.     

气候变化对中国北方荒漠草原植被的影响

气候变化对陆地生态系统的影响及其反馈是全球变化研究的焦点之一。利用气候变量实现对遥感植被指数所表示的植被绿度信息的模拟，可以尝试作为表达生物圈过去和未来状态的一种途径。利用1961-2000年的气温、降水和1983-1999年的NOAA/AVHRR资料，分析了中国北方地带性植被类型荒漠草原植被分布区的短尺度气候的年际和季节变化，及其对植被的影响。结果表明，过去40年中该区域年际气候变化表现为增温和降水波动。年NDVI的最大值（NDVI_max）可以较好地反映气候的变化，过去17年中NDVI_max出现的时间略有提前。综合分析NDVI、植被盖度、NPP、区域蒸散量、土壤含水量及其气候的年际变化，表明增温加剧了土壤干旱化，降水和土壤含水量仍是制约本区植被生长的根本原因。     

Regional differences in the relationship between climatic factors,vegetation, land surface conditions,and dust weather in China’s Beijing-Tianjin Sand Source Region

This paper analyzes the regional differences in dust weather and its relationship with climatic factors and vegetation cover, using data at 27 observation stations in the Beijing-Tianjin Sand Source Region from 1960 to 2007. There was a decreasing trend in dust weather in the southeast, which was correlated with wind and temperature. In contrast, in the northwest, the number of dusty days did not decrease and was significantly correlated with precipitation and vegetation cover. These results suggest that, in addition to the climate and underlying conditions, physical geographic conditions also influenced the frequency of dust weather.     

NDVI dynamic changes and their relationship with meteorological factors and soil moisture

Normalized difference vegetation index (NDVI) is an important indicator for measuring vegetation coverage, which is of great significance for evaluating vegetation dynamics and vegetation restoration. It can clearly analyze the suitable growth condition of vegetation by studying the relationship between meteorological factors, soil moisture and NDVI. Based on MODIS/NDVI data, the spatio-temporal characteristics of vegetation coverage in the Weihe River Basin (WRB) were analyzed by the trend analysis method. The relationship of NDVI with meteorological factors and NDVI with soil moisture simulated by the soil and water assessment tool (SWAT) model was analyzed in this paper. The results show that NDVI values gradually change with an increase from north to south in the WRB. The maximum of the average monthly NDVI is 0.702 (August) and the minimum is 0.288 in February from 2000 to 2015. The results of the seven grades of NDVI trend line slope indicate that the improvement area of vegetation coverage accounts for 30.93% of the total basin, and the degradation area and basically unchanged area account for 23% and 42.9%, respectively. The annual mean soil moisture is 19.37% in the WRB. There was a strong correlation between NDVI and precipitation, temperature, evaporation and soil moisture, and the correlation coefficients were 0.78, 0.89, 0.71 and 0.65, respectively. The ranges of the most suitable growth conditions for vegetation are 80–145 mm (precipitation), 13–23 °C (temperature), 94–144 mm (evaporation) and 25–33% (soil moisture), respectively.     

19世纪中叶北京高分辨率沙尘天气记录：《翁心存日记》初步研究*

《翁心存日记》是迄今为止发现的记录天气现象最为详细的历史天气日记,保留了难得的19世纪中叶北京的沙尘天气记录。归纳了对历史文献记录中的沙尘天气进行分类的方法,通过《翁心存日记》,重建了19世纪中叶北京沙尘天气情况。分析发现当时北京年平均沙尘日多达31.36天,高于近60年来北京沙尘天气的平均水平。而19世纪中叶的北京沙尘天气中扬沙、浮尘和沙尘暴天气的构成和现代基本相似,年内分布特征也较相似。但19世纪中叶夏季沙尘比例较现代明显偏多46％,而冬季沙尘比例仅为现代比例的75％,这说明古今间沙尘天气的季节分布可能存在较大差异。另外,19世纪的沙尘天气同样存在明显的年际变化,且本地降水是影响年际变化的因素之一。