近期,可持续发展大数据国际研究中心(SDG中心)副研究员胡永红和副主任贾根锁等在全球高温热浪遥感监测与分析方面取得重要进展。
全球变暖持续发展背景下,热浪发生频率、强度和持续时间均呈上升趋势。近年破纪录热浪事件频发,严重危害着人类生存环境和自然生态系统。目前,全球尺度下热浪检测通常借助台站观测,但由于其分布不均匀或地域差异等因素,影响热浪发生区域的精确识别,限制了对全球热浪气候变化特征和空间演变规律的准确认知。
针对上述问题,研究人员使用2018年作为典型年份计算年度热浪指数,分析全球高温热浪的空间分布格局。以卫星空间观测的地表温度数据作为主要数据源,测试并改进面向空间数据的热浪事件的阈值检测和大数据计算方法,对全球不同栅格点的地表温度长序列数据进行概率密度分析,以相对阈值作为热浪事件的检测基准实现不同区域的可对比性。
卫星地表温度提取春(a)、夏(b)、秋(c)和冬(d)的高温热浪日数
研究结果表明,2018年全年陆地平均热浪次数超过10次,检测到7个热浪影响热点地区,分别位于澳大利亚、非洲南部、中国华北地区与蒙古地区、北美洲西南地区、南美洲南部、欧洲南部和俄罗斯北部,分析发现年内约42.3%、38.7%、30.8%和30%的全球陆地面积分别在春季、夏季、秋季和冬季受到20个以上累积热浪日的高温危害。
通过1082个全球气象观测台站与遥感监测结果的对比分析,发现两种结果具有明显正相关关系,但存在明显区域分布差异,统计显示气象观测台站监测的平均热浪次数超过卫星结果3次以上。
卫星地表温度和台站观测气温得到的热浪次数(a)和热浪日数(b)对比
本项研究实现卫星数据在全球尺度上高温热浪监测应用,为全球高温热浪的空间制图和热点追踪提供新方法与新手段;在卫星监测的地球大数据支撑下,能够为全球受热浪危害地区的防灾和减灾决策等提供可持续发展建议,为气候变化研究提供新的科学数据源。
研究成果以“Spatial characterization of global heat waves using satellite-based land surface temperature”为题,发表在遥感领域顶级期刊《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》(IF=7.5)。
研究工作得到SDG中心科创项目和中国科学院战略性先导科技专项课题的资助。
成果论文:
Hu, Y., Jia, G., Gao, H., Li, Y., Hou, M., Li, J., Miao, C. Spatial characterization of global heat waves using satellite-based land surface temperature. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation. 2023. 125:103604.
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