分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-08-01 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 准确、及时地绘制森林地上碳密度图是了解全球碳循环的必要条件。虽然星载激光雷达 (如 ICESat/GLAS)数据已被广泛用于估算大尺度的森林地上碳密度分布,但地形坡度对 GLAS 提取 冠层高度精度的影响往往限制了其在山区森林的应用。通过以祁连山国家公园为研究区域,结合GLAS 数据、Landsat OL(IOperational land imagery)数据、样地调查数据,对祁连山地区进行区域性的森林地上碳密度估算。首先通过改进后的地形校正模型减小坡度对 GLAS 数据提取森林冠层高度 精度的影响,使得更多的 GLAS 数据可用于后续的研究;其次将所建立的不同类型森林地上生物量 估算模型与相关碳含量转换系数结合,得到 GLAS 激光光斑(脚印点)的森林地上碳密度;最后利用 非参数化算法最大熵(MaxEnt)模型得到祁连山国家公园 2018 年森林地上碳密度分布图。结果表 明:祁连山国家公园 2018 年平均森林地上碳密度为 40.72±6.72 t·hm-2,总蓄积量为 28.58±4.72 Tg, 海拔 2770~3770 m 区域的森林植被碳储量最大,且阴坡的碳储量明显高于阳坡。采用森林资源清 查数据独立验证估算结果的准确性,模型估测均方根误差(Root mean square error,RMSE)为 18.946 t·hm-2。本研究结果可以为监测区域乃至国家尺度的森林碳储量变化以及制定可持续的森林管理 措施提供依据。此外,本文所采用的方法在山区森林碳储量估算方面也具有较大的潜力。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 利用廊坊站(40.0° N,116.3° E)钠层测温测风激光雷达2011年至2013年共约82h的钠原子数密度和垂直风观测数据,首次分析了廊坊地区中间层顶区域大气重力波耗散引起的钠原子输送作用. 分析得到,90~100 km重力波耗散引起的平均钠原子垂直通量整体为负,钠原子向下输送,在93 km处出现最大负值为-1.47×108 m-3 m/s,85~90 km平均钠原子垂直通量为正,钠原子向上输送,但通量值随高度递减. 钠原子垂直通量方向在90 km处发生转变. 垂直通量随高度的变化造成钠原子汇聚,汇聚效应引起的平均钠原子产生率最大值在91km处达到了1.4×108 m-3/h,该值超过了相同高度上理论模拟的流星烧蚀注入引起的钠原子产生率峰值,说明它对钠层结构的形成具有重要的贡献. 分析结果与美国的观测结果相比,平均钠原子产生率峰值大小相近,但出现高度不同,说明大气重力波耗散引起的物质输送具有较大的地域变化特征. 研究结果可为大气物质输送理论的完善以及大气金属层物理模式的改进提供观测事实参考.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-01-22
摘要: 利用瑞利激光雷达观测数据分析了北京地区35-70km高度范围内大气温度和重力波活动的季节变化。北京地区30-70km高度范围内的大气温度有明显的年周期变化。平流层顶最高温度出现在6、7月份,大约为270K。中间层70km高度上最低温度也出现在6、7月份,大约为200K。以2014年10月14日晚为例,分析发现50km以下重力波势能能量存在耗散,而在50km以上重力波近乎无耗散地向上传播。通过对比35-50km高度范围内的平均势能密度对北京地区重力波活动强弱的季节变化进行了研究。北京上空重力波活动强度具有明显的年周期变化,冬季平均势能密度为 ,夏季为 ,冬季重力波活动强度约为夏季的两倍。还给出了春、夏、秋、冬四个季节重力波势能密度随高度的变化,并分析了北京地区重力波在不同季节、不同高度上的耗散情况。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 利用全天时钠层荧光激光雷达和GPS电离层探测仪, 在2009年7月22日武汉日全食期间, 开展钠层与电离层的联合观测试验. 观测结果表明, 钠层密度半高全宽在日全食过程中稍有变窄, 而日全食过后增宽, 钠层峰值高度在日全食过程中稍有降低, 日全食过后高度略增, 钠层变化特性表现出快速的日出日落过程. 电离层电子总含量和天空背景光噪声也随日全食期间太阳辐照的变化而呈现出明显下降和上升的波动特征. 所不同的是, 钠层原子的这种半宽度起伏变化要比电离层的变化迟缓得多, 这可能是由于钠层受到日全食辐照扰动后, 会产生一系列复杂的光化学反应及动力输运过程, 再复合成钠原子被激光雷达探测到, 有一个滞后过程, 这也正好与理论模拟的结果相符.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 星载钠荧光多普勒激光雷达可以用来测量全球的中间层顶及低热层区域的大气风场、温度及钠原子数密度等。为了从理论上分析星载钠荧光多普勒激光雷达的可行性,该文依据激光雷达方程,对星载钠荧光多普勒激光雷达的回波信号强度以及大气参数测量精度进行仿真计算。分析结果显示在使用400 km轨道高度,30.0°观测角度,9.0 W激光发射功率,1.0 m接收望远镜口径,2.0 km垂直距离分辨率,30.0 s信号累积时间情况下,可获得0.8 m/s视线风速测量精度,1.5 m/s水平风速测量精度和2.5 K温度测量精度。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 利用激光雷达对北京地区上空Na层进行持续观测,通过连续三年累积的夜间观测数据对北京地区重力波活动及其波谱进行研究.根据重力波的线性理论计算,得到北京地区上空的大气密度扰动规律、空间功率谱和时间频率谱.通过选择重力波波长在1~8 km,具有特定波长以及特定周期为60,45,25 min的重力波活动辅助研究重力波的季节变化规律,结果表明北京地区重力波大气密度扰动具有夏季大、冬季小的活动规律.结合波源与背景风场的季节性变化规律,分析得出北京上空重力波活动季节性变化的主要原因为青藏高原地形和对流因素与我国北方地区季节性背景风场共同作用的结果.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 使用钠荧光激光雷达观测2010年低纬度地区海口(20.0°N,110.3°E)上空突发钠层事件.2010年总计观测时间为458h,观测到突发钠层事件38次,即每观测12h有1次突发钠层事件发生.结合武汉上空突发钠层数据,对比巴西低纬度地区数据,揭示低纬度地区突发钠层频发现象.观测到2010年12月30日突发钠层峰值时刻钠层密度廓线具有很好的空间对称性.分析了距海口激光雷达西南约160km中国海南澹州(19.5°N,109.1°E)的测高仪数据,检测了13对突发钠层和电离层偶发事件,结果表明突发钠层与Es有很强的相关性.通过分析低纬度地区上空突发钠层峰值径迹平均速度发现,大多数突发钠层峰值向下运动.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 分别设计了基于AD590与Pt 1000的温度测量系统,并分析了各自电路特性和电子元器件性能参数对检测精度的影响,选取Pt 1000作为探测器制作系统电路。当温度范围在25~45℃之间时,测量误差小于0.01℃。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-04
摘要: 利用子午工程海南激光雷达对我国海南地区上空进行持续观测,通过3年的累积观测数据对我国低纬度地区重力波活动的季节分布特性进行研究,依据重力波线性理论对海南地区上空的大气密度扰动规律、空间功率谱及时间频率谱进行分析,并通过选择波长在1 km至8 km范围内具有特定波长以及具有波动周期为60 min至25 min的特定频率的重力波辅助研究大气密度扰动的季节变化规律,总结得出海南地区重力波活动具有夏季大、春秋季小、而冬季依然频繁的季节性分布规律.结合海南地区特殊的地理位置与当地季节性气候特征分析得出海南地区上空重力波活动季节性变化的可能原因为青藏高原地形及我国南海地区存在的热带强对流与赤道潜流共同作用的结果.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-04
摘要: 在非相干多普勒测风激光雷达系统中,激光的线宽与频率的稳定性是影响测量结果准确性的两个重要因素。研制的激光雷达系统采用种子注入方法产生窄线宽脉冲激光,采用碘分子饱和吸收稳频的方法,利用VB语言基于PID算法编写仪器控制程序,将种子激光器的频率锁定在碘分子吸收线1 109线的高波数边缘上,长时间(4 h)锁频的精度≤0.5 MHz,频率的长期稳定度为3.55×10-9。设计了连续光测速系统,得出多普勒频移测得的实验值与实际斩波盘的速度值曲线,速度误差小于0.4 m/s。由此也说明,所设计的连续光测速系统可以对整个锁频系统进行校准。该实验也为测风激光雷达的建设提供指导意义。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-04
摘要: 基于子午工程项目北京钠激光雷达的长期观测数据(2010年4月到2011年9月),采用Yang等人(2008)的重力波参数提取方法,提取了在253个夜晚2 208 h的有效观测时间里出现的162个钠层单色重力波的垂直波长、周期、幅度值和幅度增长因子参数值。统计分析显示激光雷达所观测到的中层顶区域重力波具有系统性的参数关系,λz=0.226T0.530ob、KE=6.66×10-10k-3.091z和KE=8.97×10-6×f-1.696ob。这些实验观测结果验证了Gardner(1994)扩散滤波理论的结果,但同时发现仅认为波致涡流扩散是重力波衰减的主要途径是不完全正确的,其它因素引起的衰减在重力波的饱和和耗散机制中也起到了重要作用。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-03
摘要: 本文利用中国科学院空间科学与应用研究中心的瑞利激光雷达首次观测到了平流层地形重力波活动的现象,并结合美国国家环境预报中心(NCEP)的全球预报系统(GFS)的风场数据分析了该地形重力波的基本参数.与惯性重力波相比较,地形重力波的密度扰动没有下传的相位,在同一高度上,其扰动相位保持不变.北京空间科学与应用研究中心瑞利激光雷达自2012年开始观测实验以来,已经观测到多起地形重力波活动事件.本文以2013年11月11日的观测数据为例,研究北京上空的地形重力波活动,并结合GFS风场数据分析了北京上平流层地形重力波的波长、传播方向、传播速度等参量.通过分析得到在2013年11月11日北京上空存在一列传播方向为北偏西52.4°,水平波长为5.5 km,平均垂直波长约为6.0 km的地形重力波.