吉林省地表温度时空变化及影响因素研究

为了掌握吉林省地表温度的时空变化规律及其影响因素,利用吉林省46个气象站的气象数据,采用气候统计和诊断方法,分析了1961—2015年吉林省地表温度的时空变化及其影响因素。结果表明：1961—2015年吉林省地表温度平均值空间分布呈由西向东逐渐降低的趋势,气候倾向率由西向东先升高后降低。地表温度高的站点升温幅度小于地表温度低的站点。地表温度多年平均值的季节排序为夏季＞春季＞秋季＞冬季。地表温度在1月最低,7月最高。1961—2015年吉林省地表温度以0.70℃/10 a的气候倾向率显著上升,春季、夏季、秋季和冬季气候倾向率分别为0.44、0.36、0.51、1.50℃/10 a。冬季和年平均地表温度分别在2001年和1993年发生突变。地表温度绝大多数异常气候年份为异常偏暖年,多在2010年之后。未来季节和年地表温度均呈上升趋势。海拔是影响地表温度的主要地理因子,气温是主要的气候因子。夏季降水量对地表温度为负效应,冬季降水量以正效应为主。     

应用Landsat-8数据分析山地地表温度格局及影响要素

地表温度是研究陆地表面与大气之间相互作用的重要参数,分析山地地表温度格局及作用机理,对了解山地生态系统的时空分布特征,准确刻画山地地表水热环境具有重要意义.以云南滇中地区为研究区,应用Landsat-8数据、多窗口区域匹配算法(IMW),结合近地表常规气象站及微气象台站同步观测数据进行地表温度反演,分析地表温度空间格局及其与地理环境和人居环境因子的定量关系,构建了山地地表温度多因子作用模型.结果 表明:遥感影像与地面同步观测数据相结合反演的地表温度场平均绝对误差为2.01℃、平均相对误差为2.35％、均方根误差为5.09℃,反演结果优于MODIS地表温度产品.地表的温度场空间格局与地理环境及人居环境密切相关,归一化植被指数、地形起伏度、海拔、坡度、水域影响与地表温度场成负相关,而居民区与地表温度成正相关关系;从相关性大小看,山地温度受归一化植被指数影响最大,其次是地形起伏度、海拔、坡度、水体、居民区,坡向影响最小,说明提高植被覆盖具有地表降温的重要作用,城市人居环境具有地表增温效应.因此,构建山地温度时空模拟模型,应充分考虑地理环境微格局与人居环境影响.     

商洛市地表温度的时空变化及影响因素

研究旨在分析秦岭腹地东部商洛市的地表温度时空变化特征及影响因素,以期为应对气候变化及合理指导农业生产研究提供科学依据。利用陕西省商洛市7个地面气象监测站1960—2020年逐日 0 cm地面温度、气温、降水、日照时数等观测资料,采用M-K检验和小波分析等方法,对商洛市地表温度的时空变化及其影响因素进行分析。结果表明：1960—2020年商洛市年平均地表温度空间上从西北向东南呈逐渐升高的分布。地表温度平均值的季节排序为夏季>春季>秋季>冬季,在1月最低,7月最高。地表温度以0.37℃/10 a的气候倾向率显著上升,且各地的上升幅度自西向东逐渐减小。春季、冬季和年平均地表温度均呈现逐年代变暖趋势,并在1997年发生了突变。地表温度存在6、10、14、28年4个周期振荡频率,且6年为地表温度变化的第一主周期,10年为第二主周期。海拔是影响商洛市地表温度的主要地理因子,气温和日照时数是主要的气象因子。地表温度的升高可以缓解低温对农业生产造成的灾害,在一定时间内对农业结构调整有利。     

基于ITA的三峡库区地温时空演变格局

自2003年三峡工程蓄水以来,库区地表水陆面积占比发生变化,水热条件需适应新的空间格局.为探讨三峡工程建设前后库区范围地表温度的时空演变特征,以三峡库区1981-2014年21个气象站的日地表温度为研究数据,利用创新趋势分析(Innovative Trend Analysis, ITA)方法的微趋势识别优势,探讨研究区内地表温度在不同尺度的时空格局特征.结果表明：(1)三峡库区平均、最高和最低地表温度在研究时段内均呈增加趋势,区域内温差分布特征为西北高、东南低;(2)以2003年为蓄水分界时期,对比前后地表温度变化特征,显示蓄水前平均地表温度多呈增加趋势,而蓄水后增加速度放缓,距离三峡大坝最近的区域E放缓程度最为明显,蓄水后平均、最高和最低地表温度分别增加了0.52,0.94,0.71℃,其中分区D增加幅度最大,平均地表温度增加4.68%,最高地表温度增加9.35%;(3)在年内的水位变动期,4-5月和9-10月的日平均地表温度较蓄水前增加了0.42℃和0.50℃,但统计参数表明,研究区在三峡水库蓄水前后,两个时段内的平均地表温度表现出不同的变化趋势.研究结果可为改善三峡库区生态建设、...     

基于Landsat遥感数据的城市热岛效应及影响因素——以襄阳市为例

以Landsat 8 TIRS遥感影像为基础数据,运用遥感技术反演襄阳市地表温度,计算热岛效应强度指数,定量分析襄阳市城市热岛效应的时空分布特征及发展趋势,并结合归一化植被指数(NDVI)、归一化建筑指数(NDBI)与地表温度进行相关性分析,探索地表植被分布状况和建筑密度对城市热岛效应的影响。结果表明,襄阳市的城市热岛效应在2014—2017年逐渐增强,热岛扩散范围主要为城市新建开发区及交通网的延伸区域。城市地表温度与归一化植被指数呈明显负相关关系,与归一化建筑指数呈明显正相关关系,且地表温度与归一化植被指数相关性尤为突出。建议在城市发展建设过程中,加强城市绿化投入,合理增加城市植被覆盖度及适度降低城市建筑密度可缓解城市热岛效应。     

西北地区年平均地表温度时空特征分析

利用西北地区136个气象台站1960—2004年逐月0 cm地表温度资料,采用主成分、旋转主成分和小波等分析方法,研究了西北地区年平均地表温度的时空变化特征。结果表明,近45年来西北地区年平均地表温度表现为明显的升高趋势,且升温的空间分布较为复杂,高温区和低温区交错分布,陕西、甘肃、新疆东北部和新疆南部为高温区,青海和新疆北部为低温区。经验正交分解结果表明,西北地区年平均地表温度第1特征向量表现了西北全区地温一致偏高或偏低的变化特征,第2和第3特征向量分别表现出东西及中部与东、西部相反的差异。旋转经验正交分解后发现,地表温度存在5个空间异常区,即西北东部、西北北部、西北中部、新疆南部和新疆中部,其中西北东部区、西北中部区和新疆中部区表现为高—低—高的过程,西北北部区和新疆南部区则为一致的增加趋势。各异常区年平均地表温度均存在8~16年或16~32年的长周期,西北北部区还存在4~8年的短周期。     

基于RS和GIS的乌鲁木齐市地表热环境研究

[目的]研究西部大开发、"一带一路"战略推进下带来的乌鲁木齐城市热环境问题。[方法]选取1994年7月16日、2008年8月7日的Landsat-5/TM及2015年7月17日的Landsat-8/OLI_TIRS影像数据,利用单窗算法进行地表温度反演,对反演结果进行空间统计分析,提出从整体至分区的角度分析乌鲁木齐市地表温度时空分布状况,通过对地表温度反演结果归一化处理划分热环境等级,进而研究乌鲁木齐市地表热环境时空变化特征。[结果]整体上,1994—2015年地表温度差异较大,平均温度相差15.08℃,最高温度和最低温度相差近30.00℃,最低温度变化不大。区域上,新市区、沙依巴克区、天山区地表温度历年来一直居高,最低温度一般分布在水磨沟区和乌鲁木齐县。[结论]乌鲁木齐市中心城区热环境效应较为明显,城市高温区有扩散的显著趋势。     

城市扩张下的哈尔滨地表温度空间变化态势分析

为探究地表温度时空变化特征对城市热岛效应、生态环境质量的影响,以哈尔滨市为例,将以2001、2008、2013和2016年4期Landsat卫星遥感影像为基础数据,采用辐射传输法、密度分割、象限方位法、缓冲区分析以及回归分析等方法,对哈尔滨市地表温度进行反演并划分等级,分析哈尔滨市地表温度时空分异总体特征,同时定量揭示并阐述地表温度和归一化建筑指数NDBI的相关性。结果表明:高温区主要集中在相应时期的建成区及工业园区,而水体、绿地及耕地则表现出明显的低温区;2001—2016年哈尔滨市高温区域扩张明显,但是在不同时期表现出不同的扩张方向、范围和模式;高温区域与城市建设用地空间分布具有一致性,城市化进程和人口流动加快高温区范围的扩张;地表温度和NDBI呈显著正相关,NDBI在表征热环境特征方面具有一定代表性。     

1981-2015年青藏高原地表温度的时空变化特征分析

本文使用ERA-Interim地表温度逐月再分析数据（分辨率0.5°×0.5°）,使用线性倾向估计、小波分析和经验正交分解等方法研究了1981-2015年青藏高原年平均以及各季节地表温度的时空变化特征.结果表明,青藏高原整体温度比周边的温度低,温度分布主要受地形和纬度影响,温度随海拔升高而降低,随纬度升高而降低,高值中心位于高原东北部的柴达木盆地和高原南部以及东南部的藏南谷地地区,低值中心位于高原西北部的帕米尔高原和昆仑山一带.青藏高原年平均及各季节地表温度都呈逐年上升的趋势,升温速率春季最快,夏、秋季次之,冬季最缓,不同季节不同年代的升温趋势也不同.高原地表温度存在一个准4年的变化周期.高原大部分区域的地表温度以0.2℃/10 a的升温率在增长,高海拔地区升温速率普遍高于低海拔地区,阿里地区升温率达到0.6℃/10 a,帕米尔高原和祁连山地区呈降温趋势,降温率最大达0.6℃/10 a.4个季节的升温趋势分布并不一致,冬、春两季的高原增温趋势明显高于夏、秋两季.青藏高原夏、秋、冬以及年平均地表温度都以整体型变化为主,春季的东西反向变化更为显著,夏季次之.     

基于ETM+数据的新疆于田地区地表温度反演研究

地表温度是地球系统的热状况与水热平衡的关键因子.热红外遥感是获取地表热状况信息的一种非常重要的手段.利用ETM+数据和同时相气象数据获得两个地表温度反演的重要参数:大气透射率和地表比辐射率.运用覃志豪等的单窗算法反演出于田地区的地表温度,并用陆面实际地表温度进行了检验.结果表明,水体表面温度最低,绿洲次之,戈壁最高.地表温度以绿洲为中心从里到外呈环状分布.说明利用ETM+数据反演地表温度是可行的 .并对进一步理解我国西北干旱、半干旱区的土壤-植被-大气系统能量交换状况及区域热量分布差异有着重要意义.     

甘南玛曲地区地表温度的变化特征

【目的】分析甘南玛曲地区地表温度的变化特征及其变化趋势,为该地区生态环境的可持续发展提供参考。【方法】利用甘南玛曲地区1971-2010年的地表温度观测数据,用线性趋势分析、小波分析及突变分析等方法,对玛曲地区40年的年际、年代际、突变年份及地表温度与气温的关系等气候变化特征进行分析。【结果】甘南玛曲地区平均地表温度以0.6 ℃/10a的速率升高,2000年之后升幅达到1.9 ℃/10a。各季节平均地表温度呈现出不同程度的升高趋势,最高、最低平均地表温度亦呈升高趋势,平均地表温度的升高主要以最低地表温度的上升为主。甘南玛曲地区年平均地表温度2000年之前为负距平,2000年之后为正距平变化;各季节平均地表温度在进入2000年后升幅加剧,且以冬季上升的趋势最为显著;1971-2010年最低地表温度的升幅明显大于最高地表温度,最高、最低地表温度均表现出以20世纪70年代最低、2001-2010年间最高的年代际变化特征。平均地表温度存在较为明显的准7年短周期和12～13年长周期;年及各季节平均地表温度均发生了增高突变,其中年及春、秋季增高突变均发生在20世纪80年代,夏、冬季发生在20世纪90年代;且以春季平均地表温度发生突变的时间最早,出现在1984年。年平均气温与地表温度在变化趋势上具有很强的一致性,两者的相关系数达到0.93,呈显著正相关。【结论】地表温度不断升高和超载过牧,均促进了甘南玛曲地区草地退化的进程和草地沙化的发生发展,降低对草地生态系统的依赖与干扰是该地区草地资源得以可持续发展的有效途径。     

基于ANSYS的浅层土壤温度场特征模拟分析

通过分层安装温度传感器采集黑龙江省大庆市某地区的浅层土壤温度值,运用ANSYS有限元分析软件对地下1 m内土层进行相应的模拟分析,探究地下浅层土壤温度场的变化特征.结果表明:地下土壤深度为70100 cm范围内的温度变化趋向比较相近,整年白天的地表最高温度在7月,最低在12月,3—5月、7—9月的地表温度变化趋向均高于地下浅层土壤温度,土温整体是呈地表向地下逐渐降落的趋向;整年黑天的最高地表温度在7月,最低在12月,4—5月、7月的地表温度变化趋向均大于地下浅层土壤温度,土温随深度的增加呈地表向地下逐渐增高-降低-增高的趋向.     

夏玉米农田表面温度影响因素分析

 【目的】农田表面温度变化规律及其特征的研究，对于采用该指标进行农田墒情监测具有重要的实践指导意义。【方法】以华北平原夏玉米农田尺度为研究对象，采用涡度相关技术和热红外遥感技术，研究了夏玉米全生育期内不同环境条件下农田能量平衡各分量及气温环境因素与农田表面温度的关系。【结果】在不存在土壤水分胁迫情况下，夏玉米不同生育阶段日变化过程中，气温与农田表面温度的相关程度不同，叶面积指数(LAI)较低时二者高度相关，随着生长发育LAI的增加，二者相关程度降低且分散程度增大；净辐射和潜热通量的大小是确定农田表面温度高低的主要能量因子，二者相关程度随着生育期LAI的增减呈抛物线变化趋势, 晴天日农田郁闭时，农田表面温度与能量平衡各分量之间的相关程度达到最高。季节变化过程中，日平均表面温度和瞬时表面温度与日平均气温和瞬时气温间呈高度相关。夏玉米生长大喇叭口期至乳熟期，0～100 cm土层土壤相对含水量超过65%以上时，晴天或云天日表面温度与气温差值相差不大，基本稳定，平均为－5.3℃。【结论】农田表面温度的高低是由作物生长势和外界的辐射、土壤水分状况等因素共同作用确定。     

葡萄越冬期间积雪厚度与地温变化的研究

[目的]为葡萄的安全越冬提供参考。[方法]运用MicroLite-U盘型温度记录仪和直尺记录空气温度、地温和积雪厚度,研究不同覆盖方式和不同的积雪厚度下地温的变化规律。[结果]葡萄在不同覆盖条件下地温变化均呈先降低后升高的曲线。在正常情况下,埋土越冬期间地表极端最冷温度稍微低于覆被,两者相差0.45℃左右;而在4月份温度上升时覆被温度明显高于埋土,两者相差4.56℃左右。在该试验条件下,10 cm的积雪厚度可增加地表温度4～6℃。[结论]葡萄越冬期间埋土与覆被相比,地温变化的总体趋势是一致的,而覆被地温比较稳定,温度明显高于埋土。另外,积雪厚度的增加明显延缓了地温的降低,保护了葡萄根系不受冻害。     

泽当城市草面温度变化规律初探

[目的]研究泽当城市草面温度的变化规律.[方法]通过对泽当国家气象观测站2011年12月～2012年11月草面温度和地表温度进行对比分析,考察泽当城市草面温度的变化规律.[结果]在各种典型天气条件下,苹面温度和地面温度差值日变化趋势较为一致,只是二者交替出现的时间略有差异,晴天出现交替出现时间最早;二者变化最为剧烈的时候出现在午前和午后;日出和日落前后是草面温度和地面温度一日中的交替时次;冬春白天草面温度要高于地面温度、夏天除早晨8：00 ～9：00二者基本接近外,地表温度始终高于草面温度,草面温度高于地表温度出现在秋季上午9：00之前,10：00之后地表温度明显高于草面温度.[结论]该方法为探讨泽当城市草面温度的变化规律提供了依据.     

杭州村镇下垫面遥感指数与地表温度的相关性

  目的  分析不同类型村镇下垫面特征与地表温度(LST)的相关关系,对明晰村镇热环境的影响规律具有重要意义。  方法  利用单通道算法反演村镇的下垫面温度,针对遥感数据不同波段的特性计算了归一化植被指数(NDVI)、归一化建筑指数(NDBI)、不透水面信息指数(NDISI)、归一化水汽指数(NDMI)和改进型归一化差异水体指数(MNDWI)。基于杭州市夏、冬两季的地表温度及遥感指数计算结果,统计分析不同类型村镇下垫面两者间的线性相关性。  结果  地表温度与NDVI呈显著负相关,与NDBI呈显著正相关,与NDMI呈显著负相关。NDMI和NDBI对地表温度的影响大于NDVI,NDISI和MNDWI对地表温度的影响则相对更小;冬季地表温度与遥感指数的相关性弱于夏季。  结论  降低建筑密度,提高下垫面湿度和植被覆盖度都有利于降低村镇夏季地表温度,优化村镇热环境。图7表2参27     

贵州花江喀斯特峡谷区不同小生境的小气候环境

以贵州花江峡谷为例,研究了该地区不同小生境的小气候日变化规律,分析了不同小生境地面温度、气温、光照强度和大气相对湿度的变化特点。结果表明：土面土温高,但温度变化缓和,气温、光照条件和湿度条件都较好,因而土面有利于植物的生长,提高光合产率。石沟土温、气温和光照都较低,相对湿度高,植物的生长相对土面较差。而石槽则小气候变化剧烈,植物生长受到制约。图8表1参12