国家自然科学基金(41261016)
- 作品数：15 被引量：262H指数：10
- 相关作者：姚晓军李净宫鹏李晓锋孙美平更多>>
- 相关机构：西北师范大学中国科学院中国科学院西北生态环境资源研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金冰冻圈科学国家重点实验室开放基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：天文地球水利工程生物学农业科学更多>>
- 近50年丝绸之路经济带中国境内冰川变化被引量：9
- 2019年
- 冰川是丝绸之路经济带中国境内重要的水资源,对该区农业建设和经济发展至关重要。基于修订后的中国第一次冰川编目数据和最新发布的第二次冰川编目数据,对丝绸之路经济带中国境内冰川变化进行分析。结果表明:(1)丝绸之路经济带中国境内现有冰川22523条,面积25516.80 km^2,冰储量约2592.85 km^3,分别占我国冰川相应总量的46.37%、49.22%和57.39%,其中新疆维吾尔自治区冰川储量最为丰富,共计2366.25 km^3。(2)丝绸之路经济带中国境内冰川以面积<0.5 km^2的冰川数量最多,共计15519条,占冰川总数量的68.90%;面积则以介于1~5 km^2冰川为主,共计6833.71 km^2,占冰川总面积的26.78%;各山系的冰川退缩海拔高度不同,面积减少速度在各个高度带均有差异。(3)近50年间丝绸之路经济带中国境内冰川面积共减少4527.43 km^2,变化百分比为-20.88%,有3114条冰川消失,冰川冰储量损失约419.35 km^3。(4)丝绸之路经济带中国境内冰川变化整体呈现自西向东加快趋势,减少速率整体上有自西南向东北加快趋势;冰川朝北消失数量大于朝南消失数量,东北方向面积减少最多,东南方向面积减少最快。(5)近50年间丝绸之路经济带中国境内有暖湿化趋势,冬季气温升高速率大于夏季且降水增加幅度小于夏季的气候组合模式,不利于冰川的积累从而导致冰川退缩;冰川发育规模对冰川退缩也有一定影响,但各山系冰川变化驱动力具有空间差异。
- 李龙姚晓军刘时银卜亚平宫鹏李晓锋
- 关键词：冰川变化冰川编目气候变化
- 1960-2010年中国西北地区水分盈亏量时空特征被引量：22
- 2013年
- 基于1960-2010年中国西北地区126个国家气象站点实测数据,应用Morlet小波函数、Kendall趋势系数、Mann-Kendall突变检验等方法分析西北地区水分盈亏量时空变化特征。结果表明：西北地区大部分区域水分盈亏量为负值,呈由东南和西北两侧向中部逐渐减小的空间格局。在研究时段内水分盈亏量总体呈上升趋势,但各季节水分盈亏量变化存在一定的差异性,其中春夏冬三个季节水分盈亏量呈上升趋势,而在秋季呈下降趋势。西北地区水分盈亏量变化存在3.5~5 a左右的主周期,其中夏季周期变化以强振荡为主,年际波动大,而其它三个季节以弱振荡周期为主。位于西风带气候区与高原气候区的站点水分盈亏量呈上升趋势,且多发生突变;水分盈亏量呈下降趋势的站点主要位于东南季风区及其边缘区。
- 姚晓军张晓孙美平李净王卫东
- 关键词：突变检验
- 1967-2014年科西河流域冰湖时空变化被引量：8
- 2017年
- 冰湖是高山寒区气候变化的灵敏指示器和诱发山地溃决洪水或泥石流的灾害源。基于1960s-2010s多源遥感影像数据(Corona、Landsat MSS/TM/ETM+OLI)、地形图、冰川编目和气象数据,利用RS和GIS技术综合分析科西河流域近50年冰湖(≥0.05 km^2)时空变化特征及其对冰川变化影响。研究结果表明:(1)近50年来科西河流域冰湖整体经历了"先平稳后扩张"的过程,其中1960s至1980s初期,科西河流域有37个冰湖消失,但总面积趋于平稳状态;1980s中期至2010s初期,流域内冰湖规模迅速扩张,且2000s之后冰湖扩张速率明显加快,至2010s初期增加为321个冰湖(88.43 km^2)。(2)科西河流域冰湖集中分布于海拔5000-5500 m,面积小于0.25 km^2的小规模冰湖占总数量的74.45%,而面积大于1 km^2和介于0.05-0.25 km^2的冰湖占总面积的64.18%。(3)除利库科拉(Likhu Khola)流域外,科西河流域其他5个子流域冰湖均呈扩张趋势,其中尤以阿润(Arun)流域冰湖扩张最为显著。(4)气候变暖及其引发的冰川退缩是科西河流域冰湖扩张的根本原因,当冰川末端伸入冰湖时,冰水物质与能量交换在一定程度上加速了冰川消融与退缩。
- 宫鹏姚晓军孙美平孙美平李晓锋
- 关键词：冰湖冰川遥感青藏高原
- 基于BP神经网络的太阳辐射预测——以兰州市为例被引量：17
- 2014年
- 采用常规气象观测资料建立了兰州市太阳总辐射BP神经网络预测模型,利用神经网络释义图和连接权法剔除了模型中的冗余变量,用优化的BP网络模型预测了兰州市1996-2000年的太阳辐射,并用实测数据验证了该模型。结果表明:该方法增加了模型的透明度,提高了模型的可靠性和鲁棒性,模拟结果与实测值非常吻合,模拟值的各项误差指标值均很小,模拟值与实测值的拟合优度R2达到0.987,通过与其他经验模型的模拟结果进行对比,优化的BP网络模型的模拟效果最好,精度明显高于其它经验模型。因此,对于无太阳辐射观测的地区,优化后的BP网络模型是预测当地太阳辐射的一种有效方法。
- 王卫东李净张福存张国飞
- 关键词：BP神经网络太阳辐射
- 可可西里盐湖湖水外溢可能性初探被引量：21
- 2016年
- 2011年9月可可西里地区卓乃湖溃决后,关于盐湖湖水能否外溢进入楚玛尔河继而成为长江的最北源是公众及学界普遍关注的话题。本研究基于2010-2015年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像、SRTM 1弧秒数据、Google Earth高程数据和五道梁气象台站观测数据,首次对盐湖变化、湖水外溢条件及其可能性进行分析。结果表明:卓乃湖溃决后,盐湖在2011年10月至2013年4月期间面积急剧增加,之后湖泊进入稳定扩张期,2015年10月27日盐湖面积为151.38 km^2,是2010年3月3日湖泊面积的3.35倍。盐湖发生湖水外溢的条件是湖泊面积达到218.90~220.63 km^2。由于SRTM和Google Earth高程数据间的差异,盐湖湖水外溢时的水位将比当前高12 m或9.6 m,相应湖泊库容增加23.71 km3或17.27 km3,届时湖水将由湖泊东侧流入清水河流域。尽管盐湖在未来10年内不可能发生湖水外溢,但是随着盐湖集水区的扩大及预估的区域未来降水量的增加,在更长时间尺度内盐湖发生湖水外溢并成为长江支流的可能性依然存在。
- 姚晓军孙美平宫鹏刘宝康李晓锋安丽娜马超
- 关键词：青藏高原
- 基于GIS的雪崩对冰湖风险性评估——以喜马拉雅山科西河流域为例被引量：2
- 2016年
- 雪崩是冰湖风险性评估的因子之一，借鉴欧美发展起来的雪崩模型，在冰湖溃决洪水频发的喜马拉雅山地区开展雪崩对冰湖风险性评估研究具有重要意义。基于ICIMOD IKONOS DEM和Landsat—TM数据，利用GIS方法提取了研究区雪崩形成的海拔、平面曲率、坡度和地表覆盖类型等估算因子，根据Av=（Al＋Fy）×S×Rg模型估算了研究区潜在雪崩形成区域，并应用GIS方法和α-β模型估算了雪崩的传播路径。结果表明：潜在雪崩不易形成的“低”值多分布在谷底及地表覆盖类型为密林的山坡上，而“高”、“较高”值多分布在坡度为30°-50°、地表类型以裸岩或草地为主的山坡和冰川上，这些分布符合雪崩形成的客观实际；分析判断发现研究区内“高”值区域，也就是潜在雪崩形成区共有98处，其中有10处能够进入冰湖，对这些冰湖的稳定性造成风险，这意味着在分析研究区所有冰湖的溃决风险性时，只有受到潜在雪崩影响的9个冰湖需要考虑雪崩因素，其余冰湖在冰湖溃决诱因筛选中无需考虑雪崩因子。
- 张福存李净吴立宗王卫东
- 关键词：GIS雪崩冰湖
- 基于3种机器学习法的太阳辐射模拟研究被引量：10
- 2020年
- 定量模拟太阳辐射对认识黄土高原区气候变化至关重要,现有研究表明机器学习可以很好地模拟太阳辐射,但不同的机器学习法在不同区域模拟精度不同,为了实现黄土高原区太阳辐射数据的最优模拟,从而为农作物模型、水文模型以及气候变化模型提供精度更高的太阳辐射数据。基于随机森林(RF,Random Forest)、人工神经网络(ANN,Artificial Neural Network)和支持向量机(SVM,Support Vector Machine)3种机器学习法来模拟黄土高原地区的太阳辐射并对这3种算法进行比较研究,选取了2003~2009年14个辐射站点和2010~2016年10个辐射站点的实测数据和对应参数气压、云量、云光学厚度、臭氧、可降水水汽以及DEM、坡度、坡向作为模型的训练数据,随机选取2010~2016年4个辐射站点的太阳辐射实测数据对模拟结果进行验证。验证结果表明:RF模型在黄土高原及周边地区的模拟效果最优,平均偏差(MBE)为-0.17 MJ·m-2,均方根误差(RMSE)为1.48 MJ·m-2,拟合优度达到0.96。研究结果表明:RF模型与气象数据及遥感数据结合能够有效解决黄土高原无辐射观测区的太阳辐射模拟问题,对区域太阳辐射的研究具有重要意义。
- 李净温松楠
- 关键词：太阳辐射遥感
- 2000—2010年祁连山冰川冰储量变化被引量：13
- 2018年
- 监测区域尺度冰川变化,特别是冰川物质平衡变化,对系统认识冰川及水资源变化具有重要价值。基于校正后的SRTM数据与ASTER立体像对数据,利用大地测量法,对2000—2010年祁连山地区冰川冰储量变化进行应用研究,结果表明：（1）多源遥感DEM数据经过空间匹配误差和空间分辨率相关误差校正,整体误差较小,适合对大空间尺度的冰川体积变化和物质平衡进行估算研究。（2）2000—2010年祁连山冰川厚度平均减薄（5.68±2.76）m,平均冰川物质平衡为（-0.48±0.23）m w.e.·a-1,冰川储量变化（-1.59±0.72）Gt。（3）疏勒河流域（5Y44）是祁连山地区冰川平均物质平衡和冰储量变化最为明显的区域,平均物质平衡为（-0.80±0.27）m w.e.·a-1,冰川厚度平均减薄（9.42±3.21）m,冰川储量亏损（-4.08±1.39）Gt。而冰川物质平衡变化最小的地区为黑河流域（5Y42）,冰川平均物质平衡为（-0.05±0.21）m w.e.·a-1,冰川储量亏损最少地区为大通河流域（5J42）,冰川储量变化为（-0.12±0.08）Gt。（4）祁连山地区冰川储量变化呈现自西向东增加的趋势,而物质平衡呈现自西向东减少的趋势。气温升高依然是冰川变化的主要因素。
- 高永鹏姚晓军安丽娜李晓锋宫鹏祁苗苗
- 关键词：冰川冰储量
- 近10年来可可西里地区主要湖泊冰情时空变化被引量：27
- 2015年
- 基于2000-2011年可可西里地区湖泊边界矢量数据、MODIS和Landsat TM/ETM+遥感影像和气象数据等资料,利用RS和GIS技术综合分析该地区主要湖泊冰情变化特征及其影响因素。结果表明:1可可西里地区湖泊开始结冰和完全结冰出现在每年的10月下旬至11月上旬和11月中旬至12月上旬,湖泊由开始冻结至完全冻结持续时间约半个月;湖冰开始消融和完全消融时间较为分散,主要出现在每年的4月下旬至6月初和5月初至6月上旬,湖泊完全封冻期和封冻期为181 d和196 d。2 2000-2011年间,可可西里地区湖冰物候特征发生了显著变化,湖泊开始冻结和完全冻结时间推迟,湖冰开始消融和完全消融时间提前,湖泊完全封冻期和封冻期持续时间普遍缩短,平均变化速率分别为-2.21 d/a和-1.91 d/a。3湖冰物候特征及湖泊冰情演变是区域气候变化和湖泊自身条件共同作用的结果,其中气温、湖泊面积、湖水矿化度和湖泊形态是影响湖冰物候特征的主要因素,而湖泊热储量、地质构造等因素对湖冰演化的作用亦不可忽视。4可可西里地区湖泊冻结空间模式与消融过程相反,以湖冰由湖泊一岸扩展到另一岸的湖泊数量居多。
- 姚晓军李龙赵军孙美平李净宫鹏安丽娜
- 关键词：湖冰湖泊物候MODIS
- 基于随机森林和MODIS产品的逐日太阳辐射估算
- 2020年
- 由于基于站点数据的太阳辐射研究很难获得空间连续分布的日太阳辐射数据,因此引入MODIS遥感数据结合随机森林来获取空间连续分布的日太阳辐射数据。选取西北地区2015年6月26日、7月12日、7月28日、8月13日、8月29日、9月30日共6 d的MODIS遥感数据和25个辐射站点的日太阳辐射数据,将MODIS的产品云量、地面反照率、云光学厚度、水汽、DEM作为随机森林的输入参数,随机选取20个辐射站点的实测数据和对应输入参数的遥感数据作为随机森林的训练数据集,用其余5个辐射站点的日太阳辐射实测数据对随机森林模拟结果进行验证。验证结果表明5个站点的模拟效果都较好,说明遥感数据结合随机森林模型能够很好地获得空间连续分布的日太阳辐射数据。
- 温松楠李净
