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【中国与埃塞俄比亚合作首获“非洲屋脊”相关辐射空间分布规律】
  1月24日,记者从中国科学院青藏高原研究所获悉,利用卫星遥感和地面气象观测资料,该所科学家与埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴大学通过合作,首次获得素有“非洲屋脊”之称的埃塞俄比亚高原地表四分量辐射和净辐射通量的空间分布规律。
  这一重要科研成果弥补了“非洲屋脊”严重缺乏地表能量水循环过程观测设备和数据的短板,既为研究全球气象、气候模式在该地区的可适用性提供重要的数据支持,也为“世界屋脊”青藏高原和“非洲屋脊”对比研究提供重要基础资料。
  该科研合作项目负责人、中国科学院青藏高原研究所地气作用与气候效应团队马耀明研究员介绍说,为配合“一带一路”倡议,其带领的团队与亚的斯亚贝巴大学建立良好科研合作关系,双方于2017年在海拔4200米的乔凯(Choke)山上建立了“非洲屋脊”首套地表能量平衡综合观测系统,这套系统可实时连续观测地表的太阳辐射、长波辐射、地表感热、潜热、土壤热通量、土壤温湿度、三维风速、二氧化碳和水汽交换通量等要素。
  经过3年的数据积累,合作团队利用“非洲屋脊”地区分布的46个地面气象站数据为驱动数据,将气象站资料结合卫星遥感资料,采用新的研究方案研究发现,该区域太阳短波辐射和净辐射通量在高山草甸区明显大于低海拔灌溉农业区。
  马耀明表示,合作团队还利用通量站观测资料对“非洲屋脊”的下行长波辐射参数化方案进行改进,使其适应埃塞俄比亚高原地区。同时,该套地表能量平衡综合观测系统,也将为中国科学家对比研究青藏高原和“非洲屋脊”的水分循环过程提供重要基础研究资料。这项最新科研合作成果论文,近日已在线发表于国际专业学术期刊《理论与应用气候学》。
  据悉,埃塞俄比亚高原面积80余万平方公里,平均海拔逾2500米,为全球最长河流尼罗河最大的水源地,每年为尼罗河贡献近57%的径流量,雨季贡献80%的径流量。尼罗河途经11国,影响区域约320万平方公里近5亿人口。因此,研究“非洲屋脊”地气相互作用过程,对寻找非洲季风和雨季爆发规律具有重要意义。(来源:中国新闻网)

#三农发布# 【我科学家提出区域作物产量模拟的遥感数据同化新算法】近日,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业遥感创新团队和智慧农业创新团队在区域作物产量模拟的遥感数据同化技术研究方面取得了重要进展,提出了遥感信息与作物生长模型数据同化新算法,并成功构建了作物估产同化系统,实现了区域作物单产的高精度模拟。相关研究成果在线发表在《环境遥感(Remote Sensing of Environment)》上。
据吴尚蓉介绍,由于一般经验统计作物遥感估产方法不能对作物生长过程进行定量描述,为了充分发挥作物生长模型机理性强、时间连续、遥感数据空间连续等优势,进一步提高基于遥感信息与生长模型同化的区域作物单产定量模拟与估算精度,考虑到大范围作物模型参数获取和校正存在一定困难,常用的卡尔曼滤波同化算法存在不收敛、奇异值等不足,四维变分算法存在背景误差为固定值等缺陷,所构建的作物估产同化系统不能完全满足作物生长时空变异客观存在所需的高精度模拟要求。该研究创新地提出了一种基于四维扩展和可变时间窗口的集合平方根滤波新同化算法VW-4DEnSRF,在对作物生长模型参数敏感性分析和参数校正基础上,成功构建了基于WOFOST作物生长模型和VW-4DEnSRF新算法的作物估产同化系统。最终,以河北省衡水市为研究区,以冬小麦为研究对象,将GF-1和HJ-1国产卫星数据反演的叶面积指数信息作为外部遥感同化数据,在最优尺度网格下利用构建的作物估产同化系统实现了区域冬小麦产量定量模拟和估算。研究结果表明,基于WOFOST模型和所提VW-4DEnSRF算法构建的作物估产同化系统在单点尺度和区域尺度作物单产模拟中都达到较高精度水平,证明了所提数据同化新算法及同化系统在大范围作物单产定量模拟中具有一定可行性和有效性。
该研究提出的VW-4DEnSRF同化算法及构建的估产同化系统是对国际现有遥感与作物生长模型数据同化算法和同化系统的有益补充,对提高遥感与作物生长模型数据同化的作物产量模拟估算精度和水平具有重要科学意义,对今后开展大范围作物产量模拟预测、区域作物生长监测评价和保障国家粮食安全等具有重要应用价值。
该研究得到国家自然科学基金(创新研究群体)、中国科协青年人才托举工程和中国农科院科技创新工程等项目共同资助。


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