气象探测环境代表性的高分辨率卫星遥感评估方法研究

The representative estimation and protection of meteorological observation environment are of significant importance in weather forecasting and climate changes research. The traditional investigation way of meteorological observation environment, is in-situ survey which is limited both in time and space. However, the way that using the high-resolution satellite remote sensing data to investigate the observation environment is macroscopical, large-scale, dynamic continuous, traceable and visual. In this project, by taking the 81 state-level meteorological stations in Anhui Province as an example, based on high-resolution multi-temporal landsat satellite data and a variety of statistical methods, and combined with geographic information system (GIS) technology, the dynamic change characteristics of land use/land cover and the heat environments around various buffer zones of national observation stations will be systematically analyzed and quantitatively revealed .Moreover, the homogeneities and region representations of temperature series in 81 stations, along with their historical information, would be also researched to finally set up a remote-sensing method for analyzing the representativeness of meteorological stations . The method can be applied in the detection of homogeneity of routine meteorological observation data, identification of the reference and urban stations and the selection and build of reference climate station network. In general, this project helps to understand the relationship between human activity and the characteristics of regional climate change.

气象探测环境代表性的评估与保护在天气预报和气候变化研究中具有重要意义。传统的探测环境调查主要采用实地勘察等方式，这在时空上具有一定的局限性。而利用高分辨卫星遥感数据对其进行调查则具有广域性、周期性、连续性而且还具有历史的可视化、重塑性等优势。本项目以安徽省81个国家级气象站为例，利用高分辨陆地卫星遥感资料，应用多种统计方法，结合地理信息系统技术系统地、定量地研究揭示国家级气象台站不同缓冲区内的土地利用/覆盖信息和热环境的动态变化特征；同时辅之台站的气温序列均一性、区域代表性研究并结合台站历史沿革等台站信息资料分析，从而最终建立气象探测环境代表性的卫星遥感评估方法，并推广应用于气象常规观测资料的均一性检验、台站站址变动分析、城市热岛研究以及参考气候台站网选取和建设中，以此提升对人类活动和区域气候变化特征关系的理解和认识。

气象探测环境代表性的评估与保护在天气预报和气候变化研究中具有重要意义。传统的探测环境调查主要采用实地勘察等方式，这在时空上具有一定的局限性。而利用高分辨卫星遥感数据对其进行调查则具有广域性、周期性、连续性而且还具有历史的可视化、重塑性等优势。在本项目的资助下，我们顺利地完成了国家级气象台站代表性的卫星评估方法研究，开发了三种基于卫星遥感参数作为气象台站观测环境代表性评估指标，取得了以下三个创新性成果：（1）率先建立了基于LANDSAT土地利用/覆盖定量信息的国家级气象台站代表性的评估方法，并应用于城市热岛效应、台站搬迁导致气温序列的非均一性研究；（2）给出了基于LANDSAT光谱数据气象台站周边2km缓冲区内的地表温度(LST)和植被指数(NDVI)的定量反演方法及其二者的关系，建立了基于卫星遥感的地表温度的国家级气象台站代表性的评估方法，并率先揭示了台站热环境的时空演变规律及其成因。（3）率先建立了基于可见光和热红外的综合信息反演得到的热效应贡献度指数作为国家级气象台站环境代表性的综合评估指标。受该项目的资助下，我们在国内外发表了7篇学术论文（其中SCI论文2篇），2篇论文获得2015年第八届安徽省自然科学优秀论文三等奖；研发的气象台站环境代表性的卫星遥感评估方法已经率先在安徽省气象部门站网选址与布局、台站搬迁均一性检验的业务中应用。