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一种基于ICESat-2激光光子与SRTM数据的冰川高程变化误差稳健估计方法

冰川冻土 2024年第2期46卷 710-721页

作者：苏佳利杨耘王家禹刘艳魏永强王锐杨成生长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所新疆乌鲁木齐830002 中国气象局阿克达拉大气本底野外科学试验基地新疆乌鲁木齐830002 中国气象局树木年轮理化重点实验室新疆乌鲁木齐830002 西安测绘研究所陕西西安710054 地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054

针对利用ICESat-2星载光子点云数据进行冰川高程变化监测时,不同地形条件下的ICESat-2激光光子数据质量差异较大导致冰川高程变化量估算误差较大的问题,本文以青藏高原上中国最大的海洋性冰川——恰青冰川为例,联合使用ICESat-2激光测... 详细信息

针对利用ICESat-2星载光子点云数据进行冰川高程变化监测时,不同地形条件下的ICESat-2激光光子数据质量差异较大导致冰川高程变化量估算误差较大的问题,本文以青藏高原上中国最大的海洋性冰川——恰青冰川为例,联合使用ICESat-2激光测高数据及30 m分辨率SRTM的DEM产品,提出了融合稳健估计准则的多函数拟合冰川高程变化量估算误差改正模型,降低了因地形坡度引起的冰川高程变化量估算误差;进而,估算了2000—2021年间恰青冰川的高程变化速度及质量变化量。结果表明,与对应的传统最小二乘估计结果相比,本文提出的融合稳健估计的函数模型改正效果更优。随后,将改正结果与多种数据进行交叉验证,能够证明该误差改正模型的有效性和可行性。因此,该模型可以有效改善冰川高程和质量变化信息提取的精度,研究结果表明,研究区21年间冰川高程变化速率约为(-0.52±0.56)m·a^(-1),冰川质量变化约为-12773.81×10^(5)t。此外,经过对21年间气象数据的年变化和月变化分析可知,气温和降水量等因素是引起冰川高程变化的主要动因。

关键词：坡度改正稳健估计高程变化冰川 ICESat-2激光光子

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利用树轮宽度资料重建天山东段近443年相对湿度变化

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地球环境学报 2012年第3期3卷 908-914页

作者：秦莉袁玉江喻树龙尚华明陈峰范子昂张同文童忠中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所中国气象局树木年轮理化研究重点开放实验室新疆树木年轮生态实验室乌鲁木齐830002 伊吾气象局伊吾839300

通过对比天山东段森林上限3个树轮宽度标准化年表的多项年表特征，发现太阳沟年表包含的气候信息较多。经相关普查计算表明，太阳沟年表与巴里坤气象站上年7月到当年6月的月平均相对湿度相关最为显著，相关系数为0．591，显著水平超过0... 详细信息

通过对比天山东段森林上限3个树轮宽度标准化年表的多项年表特征，发现太阳沟年表包含的气候信息较多。经相关普查计算表明，太阳沟年表与巴里坤气象站上年7月到当年6月的月平均相对湿度相关最为显著，相关系数为0．591，显著水平超过0．00001。利用太阳沟标准化树轮宽度年表序列重建出天山东段443年来该时段月平均相对湿度，解释方差达到34．9％。近443年相对湿度特征分析指出：天山东段的月平均相对湿度经历了6个偏湿阶段和5个偏干阶段：天山东段上年7月到当年6月的月平均相对湿度具有2—4年的变化准周期；在1592年、1643年、1704年、1761年、1792年、1855年、1884年、1926年、1951年及1985年前后发生过突变。

关键词：天山东段树木年轮年表特征月平均相对湿度

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伊宁市降水化学成分及来源分析

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沙漠与绿洲气象 2016年第3期10卷 77-82页

作者：钟玉婷刘新春何清范子昂韩茜屈涛中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所新疆乌鲁木齐830002 中国气象局树木年轮理化研究重点实验室/新疆树木年轮生态重点实验室新疆乌鲁木齐830002 米东区气象局新疆乌鲁木齐831499

降水是大气中主要和次要污染物的重要收集器,是大气中颗粒物和气态污染物最好的清除剂。本文利用离子色谱分析了2011年伊宁市90个降水样品,结果表明,该区降水pH月均值在5.27—7.1之间,年均值为6.26,电导率变化范围为34.64~63μs·cm... 详细信息

降水是大气中主要和次要污染物的重要收集器,是大气中颗粒物和气态污染物最好的清除剂。本文利用离子色谱分析了2011年伊宁市90个降水样品,结果表明,该区降水pH月均值在5.27—7.1之间,年均值为6.26,电导率变化范围为34.64~63μs·cm^(-1),年均值为45.7μs·cm^(-1)。降水中主要离子浓度排序为Ca^(2+)>SO_4^(2-)>NH_4^+>Mg^(2+)>Cl^->NO_3^->Na^+>F^->K^+,Ca^(2+)是最主要的阳离子,年均值为421.76μeq·L^(-1),SO_4^(2-)是最主要的阴离子,年均值为149.09μeq·L^(-1),表明伊宁降水中的致酸物质主要是硫酸盐。总离子浓度季节变化特征表现为春夏季高,秋冬季低,总离子浓度明显低于乌鲁木齐和沈阳,与北京类似,远高于杭州、广州,表明伊宁降水污染比北方城市轻,但是陆源贡献远大于南方城市。FA平均值为0.003,表明99.7%的降水酸度被碱性成分中和,NF计算结果表明Ca^(2+)的中和能力最强,其次是NH_4^+。从相关分析和因子分析来看,F^-、SO_4^(2-)、NO_3^-、Cl^-、NH_4^+主要受人为源的控制,Ca^(2+)、K^+主要来源于土壤和浮尘,Na^+、Mg^(2+)主要来源为土壤盐碱化、风化、干旱浮尘等自然源。

关键词：伊宁降水离子成分来源

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滇西北干热河谷地区1850年以来的干湿变化

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干旱区资源与环境 2020年第6期34卷 81-86页

作者：梁亚群陈友平陈峰张合理中央民族大学历史文化学院北京100081 新疆师范大学地理科学与旅游学院乌鲁木齐830054 云南大学国际河流与生态安全研究院昆明650500 中国气象局树木年轮理化研究重点实验室/中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所乌鲁木齐830002

利用滇西北干热河谷地区的云南松和川滇冷杉树轮资料建立区域树轮宽度标准化年表。相关分析表明滇西北上年7月至当年6月帕尔默干旱指数(PDSI)与区域树轮宽度标准化年表具有良好的相关性,相关系数达到0.679(1960~2016)。利用区域树轮宽... 详细信息

利用滇西北干热河谷地区的云南松和川滇冷杉树轮资料建立区域树轮宽度标准化年表。相关分析表明滇西北上年7月至当年6月帕尔默干旱指数(PDSI)与区域树轮宽度标准化年表具有良好的相关性,相关系数达到0.679(1960~2016)。利用区域树轮宽度标准化年表重建了滇西北干热河谷地区1850~2016年上年7月至当年6月PDSI变化,重建方程的方差解释量为46%。PDSI重建序列存在5个极端湿润年和5个极端干旱年;3个干旱期(1880~1898年,1962~1980年,1992~2007年)和5个湿润期(1869~1879年,1914~1926年,1932~1951年,1981~1991年,2008~2016年)。PDSI重建序列具有26~29a、10~13a、5a、3a和2a准周期变化。该重建序列与干旱历史记录具有较好的一致性,能够表征滇西北干热河谷地区大范围干湿变化。

关键词：滇西北热干河谷树轮宽度帕尔默干旱指数

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新疆沙湾夏季最低气温的重建和分析

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地球环境学报 2012年第3期3卷 868-873页

作者：喻树龙袁玉江秦莉张同文陈峰尚华明张瑞波蔡新婷中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所新疆树木年轮生态实验室中国气象局树木年轮理化研究重点开放实验室乌鲁木齐830002 乌鲁木齐市气象局乌鲁木齐830001

利用相关、响应面和偏相关等方法分析采自奎屯河流域的沙大王东采点的树轮年表与沙湾气象站的气象资料之间的关系发现，沙大王东的树木年轮生长受当年、上年、再上年的6_8月最低气温和上年7—8月降水量的制约，其中上年6—8月最低气温... 详细信息

利用相关、响应面和偏相关等方法分析采自奎屯河流域的沙大王东采点的树轮年表与沙湾气象站的气象资料之间的关系发现，沙大王东的树木年轮生长受当年、上年、再上年的6_8月最低气温和上年7—8月降水量的制约，其中上年6—8月最低气温和上年7—8月降水在树木年轮的生长时存在相互影响的关系。利用沙大王东采点的树轮年表重建了1650-2001年的沙湾夏季最低气温。分析452a的重建气温序列发现，沙湾夏季最低气温冷暖阶段与精河和呼图壁对应较好．存在9个突变年份和2．0—2．4a、60a和75a的周期变化。

关键词：树木年轮夏季最低气温沙湾重建

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用于气候分析的树木年轮灰度资料获取方法与质量控制

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沙漠与绿洲气象 2012年第1期6卷 68-74页

作者：张同文袁玉江魏文寿喻树龙尚华明张瑞波陈峰秦莉中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所新疆乌鲁木齐830002 新疆树木年轮生态实验室新疆乌鲁木齐830002 中国气象局树木年轮理化研究重点开放实验室新疆乌鲁木齐830002

结合野外采样和使用WinDENDROTM树轮图像分析系统的经验,将树木年轮灰度资料的获取分为野外采样、样本预处理、获取树轮灰度资料、数据格式转换、存储树轮灰度资料、交叉定年、建立树轮灰度年表、气候分析等8个步骤,并对其中的各个环节... 详细信息

结合野外采样和使用WinDENDROTM树轮图像分析系统的经验,将树木年轮灰度资料的获取分为野外采样、样本预处理、获取树轮灰度资料、数据格式转换、存储树轮灰度资料、交叉定年、建立树轮灰度年表、气候分析等8个步骤,并对其中的各个环节及质量控制进行了阐述。目的在于为日后开展的树轮灰度资料获取工作提供参考。

关键词：树轮图像分析系统树轮灰度资料获取质量控制

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天山北坡雪岭云杉树轮宽度年表梯度特征分析

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沙漠与绿洲气象 2020年第2期14卷 1-9页

作者：喻树龙李淑娟姜盛夏张同文张瑞波秦莉尚华明张合理中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所中国气象树木年轮理化研究重点开放实验室新疆树木年轮生态实验室新疆乌鲁木齐830002

在天山北坡不同区域间隔海拔高度100 m左右采集5个树轮梯度年表,分析树木径向生长沿海拔高度变化的规律。结果发现:在树轮年表特征中,平均轮宽、树龄和敏感度等存在海拔梯度变化,平均轮宽和敏感度随海拔升高而降低,而平均树龄则与海拔... 详细信息

在天山北坡不同区域间隔海拔高度100 m左右采集5个树轮梯度年表,分析树木径向生长沿海拔高度变化的规律。结果发现:在树轮年表特征中,平均轮宽、树龄和敏感度等存在海拔梯度变化,平均轮宽和敏感度随海拔升高而降低,而平均树龄则与海拔高度呈正相关。高海拔采样点在同一区域和不同区域间一致性最好,低海拔采样点次之,而森林中部最差,东部和中部低海拔区域采样点的一致性要好于西部,坡向、坡度等小生境的差异也是影响树轮生长垂直变化规律的重要因素。存在同时影响不同海拔高度树轮生长的环境要素,西部和中部高海拔树木对该要素的响应更显著,在更为干旱的天山北坡中部和东部,对树木径向生长的影响较大的环境因子要多于西部伊犁地区。

关键词：雪岭云杉(Picea schrenkiana) 天山北坡树木年轮海拔梯度年表特征

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新疆赛里木湖流域过去373年降水变化的树轮记录

新疆赛里木湖流域过去373年降水变化的树轮记录

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第35届中国气象学会年会

作者：秦莉袁玉江喻树龙范子昂尚华明陈峰张同文张瑞波中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所中国气象局树轮年轮理化研究重点实验室新疆树木年轮生态实验室

利用采自天山西部赛里木湖流域的树木年轮标准化宽度年表,重建了赛里木湖流域过去373年上年8月到当年7月的降水变化,重建序列的解释方差达到39.8%,多方验证表明,重建结果是稳定可靠的。分析历史降水变化特征表明,赛里木湖流域过去373年... 详细信息

利用采自天山西部赛里木湖流域的树木年轮标准化宽度年表,重建了赛里木湖流域过去373年上年8月到当年7月的降水变化,重建序列的解释方差达到39.8%,多方验证表明,重建结果是稳定可靠的。分析历史降水变化特征表明,赛里木湖流域过去373年的降水经历了6干7湿的阶段变化,其中,持续最长的干旱阶段为1762-1791年,而最为干旱的阶段为1841-1865年;持续最长的湿润阶段为1794-1840年,而最为湿润的阶段为1734-1761年间;赛里木流域历史降水存在3个极端湿润年(1749,1876和1924年)和4个极端干旱年(1714,1775,1847和1917年),1910年代为最干旱的十年;降水变化存在11-12a、3.0a、2.5a、2.1a和2.0a的变化准周期;赛里木湖流域过去373年的降水的阶段变化、周期变化和极端降水年份均与天山北坡中西部和中亚天山山区降水变化具有很好的一致性,本研究的降水重建序列能较好的代表天山北坡中西部和中亚大部分区域历史降水变化。

关键词：赛里木湖树木年轮降水气候变化天山

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利用树轮资料重建天山中段南坡巩乃斯地区公元1777年来平均最高气温变化

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第四纪研究 2011年第6期31卷 1011-1021页

作者：张同文刘禹袁玉江魏文寿喻树龙陈峰中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室西安710075 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所树木年轮理化研究重点开放实验室新疆树木年轮生态实验室乌鲁木齐830002 中国科学院研究生院北京100049

利用年轮平均灰度年表重建了天山巩乃斯地区自公元1777年来当年5月至8月平均最高气温,方差解释量达41%(调整自由度后为39%)。过去232年来,巩乃斯地区平均最高气温变化存在2个偏冷阶段和1个偏暖阶段。重建序列具有154年、77年、2.7年和2.... 详细信息

利用年轮平均灰度年表重建了天山巩乃斯地区自公元1777年来当年5月至8月平均最高气温,方差解释量达41%(调整自由度后为39%)。过去232年来,巩乃斯地区平均最高气温变化存在2个偏冷阶段和1个偏暖阶段。重建序列具有154年、77年、2.7年和2.3年的准周期,并且在1842年前后、1880年前后、1923年前后发生了突变。与北半球平均最高气温网格点资料和多种涛动指数的相关性分析表明,巩乃斯地区平均最高气温变化不仅反映了区域气候变化,对于大范围气候变化也存在一定程度上的响应。

关键词：天山雪岭云杉树轮灰度平均最高气温

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乌鲁木齐大气细颗粒物(PM_(2.5))有机碳和元素碳污染特征分析

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生态环境学报 2016年第5期25卷 821-828页

作者：刘新春陈红娜赵克蕾钟玉婷闫景武中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所//新疆树木年轮生态实验室//中国气象局树轮年轮理化研究重点开放实验室新疆乌鲁木齐830002 塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站新疆塔中841000 乌鲁木齐市机动车排污监督管理办公室新疆乌鲁木齐830054 北京乾润开元环保科技有限公司北京101300

对乌鲁木齐市中心区域树木年轮实验室(TRL)和黑山头(HST)2013年1月─2014年2月期间采集的大气细颗粒物(PM_(2.5))样品,利用热光碳分析仪分析了其中的有机碳(OC)和元素碳(EC)浓度水平、污染特征及其可能来源,以期为深入了解乌鲁木齐市颗... 详细信息

对乌鲁木齐市中心区域树木年轮实验室(TRL)和黑山头(HST)2013年1月─2014年2月期间采集的大气细颗粒物(PM_(2.5))样品,利用热光碳分析仪分析了其中的有机碳(OC)和元素碳(EC)浓度水平、污染特征及其可能来源,以期为深入了解乌鲁木齐市颗粒物污染现状,确定乌鲁木齐市大气污染治理重点,制定大气污染防治策略提供依据。结果表明:年轮室OC和EC的质量浓度分别为(15.73±8.50)和(5.48±2.70)μg·m-3,分别占PM_(2.5)质量浓度的9.15%和3.19%,黑山头OC和EC的质量浓度分别为(11.31±7.29)和(4.14±3.26)μg·m-3,分别占PM_(2.5)质量浓度的9.26%和3.06%。年轮室OC的月变化呈现单峰型,4月份浓度最小,1月份浓度最大,黑山头OC的月平均浓度1月份最大,6月份最小,两个站点EC月平均浓度分布均无明显的特征,两个站点最大浓度均出现在2013年1月。OC质量浓度的季节变化是冬季(19.80±8.53)μg·m-3>秋季(12.83±8.25)μg·m-3>夏季(9.82±2.83)μg·m-3>春季(9.31±3.91)μg·m-3,EC质量浓度的季节变化是秋季(5.72±3.35)μg·m-3>冬季(5.25±2.61)μg·m-3>夏季(5.21±2.37)μg·m-3>春季(4.89±2.31)μg·m-3。在不同的季节,OC浓度变化比较明显,EC排放相对稳定。乌鲁木齐春夏季OC和EC的相关性较高,并且相关系数较为接近,说明春夏两季OC和EC来源相对简单,来源一致,主要来源于交通源机动车尾气的排放;秋冬季相关性较低,说明OC和EC来源复杂,秋冬季进入采暖期,采暖期燃煤燃气增加,排放量增大,排放源结构复杂。

关键词：大气气溶胶元素碳有机碳细颗粒物(PM2.5) 乌鲁木齐

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