Global change now poses a severe threat to the survival and development of mankind.Large-scale,real-time,highly accurate Earth observation from space has become a key technology used to observe global change.China is one of the most influential countries affecting and being affected by global change,yet it has no scientific satellite for global change research so far.Developing global change scientific satellites not only would meet an important demand of China,but also would be a valuable contribution to the world.By analyzing the mechanisms of space-based observation of variables sensitive to global change,this paper explores the concept of global change scientific satellites,and proposes a series of global change scientific satellites to establish a scientific observation system for global environmental change monitoring from space.
全球变化研究是国际科学界跨世纪的重大研究主题。随着全球环境问题的日益突出,全球变化研究日益得到国际科学界和国际社会的高度关注。空间观测是全球变化研究的一种不可或缺的重要方法,在全球变化研究中发挥着不可替代的重要作用。科技文献能够反映科学研究的发展动态,利用Thomson Data Anlyzer(TDA)和Ucinet对SCIE文献数据库中收录的1980～2009年间的全球变化空间观测研究论文进行数据挖掘和分析。结果表明,该研究涉及多个学科领域,大量研究始于1990年,气候变化、碳循环、土地利用变化等是该领域的主要研究内容,遥感、建模等是主要的研究方法,美国在该研究领域具有很大优势。
为了研究可可西里地区的湖泊变化及其与气候变化的响应关系,利用TM/ETM+图像提取乌兰乌拉湖水体面积,利用高度计数据获得湖泊水位,分析湖泊面积和水位的变化;并计算得到2003—2009年湖泊水量变化;然后利用SWAT模型(soil and water assessment tool),对乌兰乌拉湖1970—2012年的径流情况进行模拟,其中土壤分类、土地利用分类和气象数据作为输入数据,利用遥感数据计算湖泊径流量,进行模型率定和验证。结果表明:1970—1990年,乌兰乌拉湖湖泊面积持续缩小,1990年以后湖泊面积持续增大,1990—2010年湖泊面积共增长了129 km2,水位也持续上升;SWAT模型模拟值和真实值的决策系数R2=0.82,模型适用性强,长期模拟结果与遥感监测结果的趋势一致;乌兰乌拉湖流域多年平均年径流量为103.8 mm,高峰出现在7—9月。
