区域尺度无人机涡动相关通量观测系统的应用研究

陆地生态系统的水热循环与碳循环是陆地表层系统中物质能量循环的核心,其中区域尺度地表水、热、碳通量的直接观测是当下陆地生态系统通量观测与模拟研究中的热点与难点。机载涡动相关方法能够直接观测区域尺度生态系统通量,基于无人机平台的涡动相关通量观测技术同时兼具了区域覆盖性与经济灵活性等优点,是机载通量观测技术的最新发展方向。在介绍机载涡动相关通量观测方法的主要技术原理、观测特点以及无人机通量观测系统组成的基础上,通过在相对均匀的区域开展无人机与地面通量观测对比试验,采用谱分析、观测结果对比以及源区分析等方式对无人机通量观测系统的性能进行了初步评价。结果表明：无人机通量观测系统能够实现对大气高频湍流信号的有效采样;无人机与地面观测的湍流通量具有较好的一致性,但是感热和CO₂通量出现了低估、潜热和摩擦风速出现了高估;观测平台与仪器的差异、垂直通量辐散、大气边界层条件、不同的地面源区及地表异质性的影响是造成二者差异的潜在主要因素。最后对未来研究目标进行了展望,以进一步推动该技术在相关领域中的应用。     

初探地面气象测报应急方法和策略

随着科技的不断进步,气象测报工作有了长足的发展。地面气象测报作为气象测报中极其重要的一部分,深入的了解和研究关于它的应急方法显得十分必要。尤其是要了解针对地面气象测报过程中可能出现的设备、技术或计算机故障的排除方法和解决要点。     

浅谈地面气象测报业务软件应用

气象部门的发展直接牵动着国家的发展,而国家也只有大力发展气象事业,才可以从根本上减少灾害的发生,为国家和人民挽救更多的经济损失。地面气象测报业务作为气象部门中一项重要的业务,更应该大力发展,不管是测报软件的使用还是测报数据的采集都应该做到最好,才可以保证气象事业的发展。本文作者结合多年来的工作经验,对地面气象测报业务软件应用进行了研究,具有重要的参考意义。     

强对流天气的地面测报工作要点分析

强对流天气具有突然性和较大的破坏性等特点,对人民生命和财产安全产生了巨大的威胁,也对地面气象测报工作造成了一定的影响,因此掌握好地面测报工作的规章制度、规范,进行准确、及时的编发气象报文对地面测报工作非常重要。本文作者结合多年来的工作经验,对强对流天气的地面测报工作要点进行了研究,具有重要的参考意义。     

基于地面观测的陆地生态系统碳储量多源数据整合方法

陆地生态系统有机碳储量通常指一定面积的植被、土壤和凋落物的有机碳存储量总和。准确评估陆地生态系统碳储量现状和变化,对于揭示全球变化对陆地生态系统碳库的影响、指导政府决策者制定气候应对策略和评估现有措施的有效性等具有重要意义。地面观测数据是生态系统碳储量及其变化评估的重要数据源之一,但目前除少数生态站开展了长期地面数据观测外,绝大多数地面观测数据呈现出多源化、相互不匹配、时间不连续等特点;因此,迫切需要发展科学、规范化的多源数据整合方法,将这些多源、分散的地面观测数据整编形成长期系统的地面动态观测数据集,提高数据资源价值。从陆地生态系统碳储量组分及其基本算法着手,系统梳理了植被和土壤碳储量估算中植被不同器官生物量和碳含量、土壤碳含量、土壤容重等关键参数的观测现状,并详细介绍了这些关键参数的科学推导方法。此外,也进一步讨论了多源地面观测碳储量数据整合的方法,并展望了该方法体系未来的发展方向,期待能为后续相关研究提供可借鉴的规范性方法。     

浅谈气象站地面测报工作中主要问题

目前地面气象观测中对云、能见度、天气现象等仍然采用人工观测方式,业务运行模式还未发生根本性改变,因此观测资料还具有较强的主观性,还是要重点做好数据的质量控制、校对工作,提高观测数据的业务可用性。本文作者结合多年来的工作经验,对气象站地面测报工作中主要问题进行了研究,具有重要的参考意义。     

综述: 用于神经活动观测的随机扫描双光子显微成像

双光子荧光显微镜是神经科学研究中的重要观测仪器,但是现有的商品化仪器受限于较低的成像速度,难以满足脑功能研究中毫秒量级神经信号检测的需要．基于声光偏转器的快速随机扫描双光子显微成像技术,有望在保持信噪比的同时提高观测速度．本文综述了这一研究的最新进展,从飞秒激光经过角色散器件后的时空演化理论、声光偏转器的色散补偿方法、随机扫描成像仪器及仪器应用到神经成像时钙信号的识别方法四个方面分别进行介绍,最后分析了随机扫描双光子显微成像技术的发展趋势．这项技术的系统深入研究将为神经活动观测提供一种全新的方法,推动脑科学研究的发展．     

植被对近地面层水热交换影响的参数化模型

应用植被对地表面与大气之间水热交换影响的参数化模型,研究了不同植被类型的覆盖度、土壤湿度下垫面的土壤温度、叶温、近地面层气温及地表面与大气之间热量和水分交换,并一相应的观测资料进行了比较,结果表明,模拟不同植被的不同植被的温湿状况、辐射特征和能量平衡关系是合理的。因此,该参数化模型可于中尺度气象模型、气候模拟和环境生态学的研究。     

当潜标遇上冰山

正潜标是一种常用的海洋观测装置:用缆绳将各种观测仪器连接起来,上端配上浮球,下端连接释放器和重物,投放到海里,就构成了一套潜标。潜标下端由重物固定在海底,缆绳在浮球的浮力作用下保持竖直状态,上面的仪器在海洋的不同深度进行观测或取样。潜标放置一年后,科学家可以从海面发送信号,将释放器打开,仪器在浮球的牵引下升到海面。科研人员回收仪器后     

动物与地震

地震宏观前兆异常 地震之前会出现一些异常现象,其中大部分属微观变化,靠人的感官察觉不到,只能用精密的专门仪器观测,而且又必须是长期、连续观测才能辨别出来,我们常把这些与地震孕育和发生有密切联系的微观异常变化叫做地震微观前兆异常。另一部分属宏观变化现象,是指凭人们的感官直接观测或察觉到的,以及利用简单仪器观测的,     

黑河地区绿洲生态条件下麦田生物气象若干特征

观测分析了ＨＥＩＦＥ地区绿洲中麦田的微气候特征,结果表明ＳＰＡＣ中水５势随高度呈显著梯度分布,在土壤－植物以及植物－大气界面,水势值存在两个大的跳跃;水势廓线存在明显的日变化;ＳＰＡＣ各部分水势变化的起伏顺序是大气〉植物〉土壤,说明水势变化受植物水分代谢进程直到气象因子的强烈影响和控制。冠层上方近地面风温湿的时间剖而显示出白天与夜晚相比,大气混合得较好。日出前则大气较为稳定。在典型晴天条件下,麦田     

典型森林生态系统总辐射和光合有效辐射长期观测中的仪器性能衰变和数据校正

利用中国通量网( ChinaFLUX)4个森林台站(长白山、千烟洲、鼎湖山和西双版纳)2003-2008年总辐射和光合有效辐射(PAR)观测资料,研究了CNR1总辐射表和Li-190SB光量子仪在长期观测中可能出现的不确定性和仪器性能变化等问题.结果表明:98％以上的CNR1总辐射观测精度满足技术标准,但在西双版纳站,CNR1观测的总辐射(QCNR1)比高精度短波辐射仪CM11观测的总辐射(QCM11)平均低7％;虽然温度对CNR1观测的总辐射有一定影响,但其影响大都在仪器允许的精度范围内,在西双版纳站,CNR1除了受温度影响外,还受到热带雨林特有的季节性雾的影响;通过分析光合有效辐射数据(特别是其与总辐射比值)的长期变化发现,光量子仪Li-190SB的性能衰减较明显,平均年衰减率达4％左右,为了校正PAR仪器性能衰减产生的系统误差,本文尝试给出了PAR的后期补偿校正方法,该方法可基本消除由于野外长期使用所造成的Li-190SB性能衰减.     

面向生态系统评估的多源数据融合体系

基于生态系统服务功能的生态系统评估是识别生态环境问题、开展生态系统恢复和生物多样性保护、建立生态补偿机制的重要基础,也是保障国家生态安全、推进生态文明建设的重要环节。生态系统评估涉及生态系统多个方面,需要多要素、多类型、多尺度的生态系统观测数据作为支撑。地面观测数据和遥感数据是生态系统评估的两大数据源,但是其在使用时常存在观测标准不一、观测要素不全面、时间连续性不足、尺度不匹配等问题,给生态系统评估增加了极大的不确定性。如何融合不同尺度的观测数据量化生态系统服务功能是实现生态系统准确评估的关键。为此,从观测尺度出发,阐述了地面观测数据、近地面遥感数据、机载遥感数据和卫星遥感数据的特点及其在问题,并综述了这几类数据源进行融合的常用方法,并以生产力、固碳能力、生物多样性几个关键生态参数为例介绍了“基于多源数据融合的生态系统评估技术及其应用研究”项目的多源数据融合体系。最后,总结面向生态系统评估的多源数据融合体系,并指出了该研究的未来发展方向。     

稻飞虱预报模型及防治技术

应用回归分析法,对江苏省高邮市１９８３～１９９７年共１５年稻飞虱发生程度的历史观测资料和气象资料进行了分析,建立了中、短期预测模型,经历史资料回验,符合率８５％以上。并提出规范化药剂防治策略及技术。     

YG系列医用供给吊塔的设计开发

近些年来,我国医疗科学技术的不断发展、现代医疗手术水平的迅速提高,手术时所应用的医疗仪器（如麻醉机、呼吸机、高频外科仪器、心电图仪等各种监护仪）和医用气体越来越多,应用的频率也越来越高,使手术室中需放置的设备和仪器越来越多,各种管线拖在地面上使手术室显得杂乱无章、碍手绊脚,甚至还会妨碍手术的正常进行。因此需要一种装置把各种医疗仪器较中地集中放在一起,同时又能集中供气供电和通讯线路,而其各种管线从房顶上走,使地面无任何杂物,保证手术或抢救能无障碍地进行,这种装置就是医用供给吊塔（简称吊塔）。     

新一代遥感技术助力生态系统生态学研究

随着气候变化和人类活动的加剧, 生态系统正处于剧烈变化中, 生态学家需要从更大的时空尺度去理解生态系统过程和变化规律, 应对全球变化带来的威胁和挑战。传统地面调查方法主要获取的是样方尺度、离散的数据, 难以满足大尺度生态系统研究对数据时空连续性的要求。相比于传统地面调查方法, 遥感技术具有实时获取、重复监测以及多时空尺度的特点, 弥补了传统地面调查方法空间观测尺度有限的缺点。遥感通过分析电磁波信息从而识别地物属性和特征, 反演生态系统组成、能量流动和物质循环过程中的关键要素, 已逐渐成为生态学研究中必不可少的数据来源。近年来, 随着激光雷达、日光诱导叶绿素荧光等新型遥感技术以及无人机、背包等近地面遥感平台的发展, 个人化、定制化的近地面遥感观测逐渐成熟, 新一代遥感技术正在推动遥感信息“二维向三维”的转变, 为传统样地观测与卫星遥感之间搭建了尺度推绎桥梁, 这也给生态系统生态学带来了新的机遇, 推动生态系统生态学向多尺度、多过程、多学科、多途径发展。因此, 该文从生态系统生态学角度出发, 重点关注陆地生态系统中生物组分, 并分别从生态系统类型、结构、功能和生物多样性等方面, 结合作者在实际研究工作中的主要成果和该领域国际前沿动态, 阐述遥感技术在生态系统生态学中的研究现状并指出我国生态系统遥感监测领域发展方向及亟待解决的问题。     

阿勒泰地区雪灾遥感监测模型与评价方法

利用我国新疆阿勒泰地区1996～1997年两次雪灾期间的NOAA卫星数据及地面气象台站观测资料,建立了积雪深度遥感反演模型;利用线性混合光谱分解原理,研究了基于像元的积雪覆盖率及积雪空间分类算法;提出评价积雪对草地畜牧业危害程度的两种基于格网数据结构的定量化指数.结果表明,通过积雪深度反演模型和线性混合光谱分解方法可计算基于像元的积雪深度和覆盖率,提高积雪分类的精度.建立的基于格网单元的积雪危害指数模型可系统地表达积雪区的雪情、草情、畜情和气象因子的空间分布状况,综合反映积雪对草地畜牧业的危害程度.     

基于气候适宜度的东北地区春玉米发育期模拟模型

以春玉米的生理生态发育过程为基础,基于作物生理发育时间恒定原理,建立了可推广应用的作物发育期模拟模型.本文充分考虑光、温、水对作物生育进程的综合影响,设计了基于气候适宜度来动态确定作物生理发育日数的算法,为模型的大范围推广应用奠定了基础.利用东北地区农业气象站2009、2010年观测资料对模型进行了分析和验证,模型运行结果与实际观测情况比较吻合,全生育期的均方根误差(root mean square error,简称RMSE)为3.8d,营养生长阶段发育期模拟结果的相关系数在0.84以上,生殖生长阶段发育期模拟结果的相关系数在0.77以上.模型生物学意义明确、精度较高、数据易获、可操作性强,能够在农业气象业务服务中应用于玉米生育进程的模拟与预测.     

结合激光雷达分析上海地区一次连续浮尘天气过程

通过分析2010年3月至20日至3月22日上海地区一次典型的连续浮尘天气过程,利用激光雷达数据资料反演得到的气溶胶消光系数图和垂直廓线图,结合地面气象数据和气溶胶观测资料以及卫星遥感资料,初步得出了此次连续浮尘天气形成的原因。外源性输入和垂直风场分布是导致此次浮尘天气发生的重要原因,大气层结变化决定着浮尘天气发生的强度,当存在接地逆温时,浮尘天气维持,而太阳辐射强度变化决定着边界层高度的变化。第一次浮尘过程以大颗粒污染为主,且在消光作用中散射性气溶胶的贡献大于吸收性气溶胶,而第二次回流浮尘过程则PM2.5比重上升,吸收性气溶胶对消光系数的贡献与散射性气溶胶大体相当。     

白背飞虱的降落与生境选择的观测和分析

<正> 有关飞虱远距离迁飞过程中的降落问题,国内在飞机网捕的观测中认为:“降雨和下沉气流对飞虱有迫降作用。”在气象分析方面,汪广恒等(1981)认为:“褐稻虱在上空西南气流的运载下向北飞行,途中遇到槽线、切变线、脊线、锋面冷区或雨区时,具备降落条件即下坠地面……。”在南迁的气象条件分析中(1982)认为“……高空有冷平流,有利于褐稻虱下沉迁入”。岸本良—(1972)分析“飞虱大量迁入的气象条件是以锋线的接近或通过时出现,锋带气温急剧下降和降雨等因素成为飞虱