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内蒙古地区空中水资源时空分布及卫星监测方法研究

达布希拉图  
【摘要】: 我国是淡水资源严重短缺的国家,人均占有量仅为世界平均水平的四分之一,且分布很不均匀。我国北方特别是西北地区属典型的干旱、半干旱气候区,是我国缺水最严重的地区。近百年来,地球气候正经历以全球变暖为主要特征的显著变化,这对全球自然生态系统和社会经济已经产生并将继续产生重大而深远的影响。因此气候变化问题已经受到了极大关注,其中气候变化对水资源影响的问题也已引起广泛的关注。 空中水资源一般指大气中液态水、固态水、水汽的总和,其中液态水、固态水的总量与水汽总量相比很小。水资源补给来源为空中水资源。大气可降水量是指垂直气柱中含有的水汽总量,假定这些水汽全部凝结,并积聚在气柱的底面上时所具有的液态水深度。由于大气可降水量在人工影响天气、天气预报、气候影响、大气辐射传输等方面都具有非常重要的作用,所以准确精细地监测水汽优为显得重要。随着卫星技术的日益发展壮大,很多地球观测技术从地基观测逐步发展成空基观测。卫星观测时空分辨率很高,而且精度也在不断地提高,逐步成为最主要的地球观测手段。本文主要目的之一就是要研究建立适合内蒙古地区的卫星观测大气方法。 本文利用国际卫星云气候学计划的云气候资料、历史天气图、内蒙古中部地区25个地面观测站的云量、云状、16种天气现象和日降水资料、9个气候因子、内蒙古自治区117个地面观测站的月降水资料以及12个探空站的探空等资料,采用趋势分析和统计分析等方法研究分析并得出了内蒙古地区的19种云量参数、降水和可降水量的时空分布特征和多年变化趋势;内蒙古中部地区春夏季降水云、天气系统、降水类型、降水强度的特征;气候因子的多年时间分布和变化趋势以及同云量、降水、可降水量的关系。 本文利用GPS资料和地面湿度参量(地面水汽压、地面露点)修正了计算大气可降水量的关系式,建立了内蒙古地区计算大气可降水量经验模型。 本文利用地面湿度参量和MODIS实测资料对MODIS近红外晴空大气及云顶向上大气可降水量算法进行修正,建立了内蒙古地区云区覆盖范围内整层大气可降水量的卫星观测模型。MODIS近红外云覆盖区大气可降水量模型结果与修正后的地面露点计算水汽含量值有了较好的一致性,而且本文建立的模型结果与NASA的Dr.Gao结果相比均方误差明显减少,相关系数明显增大。


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