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卫星驱动的水文建模在Ungauged摩洛哥巴士犬中：案例研究Ouzoud River
摘要。预测水流对于闪水液预警系统和在气候变化下管理水资源至关重要。然而，有限的流量观测将高级预测技术限制为衡量的盆地，使世界上大部分的未加州盆地处于不利地位。因此，为未加州盆地（PUB）开发可靠的预测方法至关重要。在过去的二十年中，卫星驱动的产品（例如ERA5）对于增强降水和气象测量至关重要，尤其是在复杂的地形和不断变化的气候条件下。这项研究的重点是摩洛哥的干旱和半干旱地区，其中水资源管理对农业，城市化和经济稳定至关重要。使用ERE5数据集（提供高分辨率的大气信息），该研究评估了卫星衍生的降水量，以针对日常时标的伯纳特河的Sgatt站的地面测量。各种统计指标评估ERE5在代表每日降水及其整合到GR4J-Cemaneige模型中进行流动模拟时的性能。结果突出了ERA5在改善未加州盆地中降雨表示和水文建模方面的潜力，与地面观测相比，验证了其在模拟降雨事件中的有效性。这项工作强调了卫星驱动产品在增强水文预测和支持数据砂区域的水管理方面的重要性。
白天无云天空辐射度量化...
白天的光谱天空辐射度或天空亮度非常复杂，难以准确预测。激光环境效应定义和参考 (LEEDR) 第一性原理大气模型通过模拟辐射光穿过代表性大气层的散射、吸收和透射，将太阳的光谱辐射度传播到传感器。对于此应用，LEEDR 用于摄取数值天气预报 (NWP) 模型，并缩放边界层并将气溶胶负荷与地面测量结合起来。本研究将 LEEDR 得出的光谱天空辐射度模拟（包括测量的气候学、测量的气象学和气溶胶负荷数据）与直接天空辐射度测量进行了比较。白天天空的直接测量是使用 1 米口径望远镜和同时进行的 I 波段和 J 波段相机观测（分别为；0.8 和；1.2 毫米）完成的。将 LEEDR 白天天空模型与多个方位角、仰角和观测时间的 I 波段和 J 波段辐射率进行比较。残差分析用于确定模型的准确性，包括数值天气预报数据、历史气候学、通过现场粒子计数测量得到的缩放气溶胶负荷以及气象更新。关键发现促使将实时粒子计数测量纳入未来的白天天空辐射率模型，以通过真实的大气气溶胶负荷提高散射精度。
使用纳米传感器和实时分析进行空气质量监测
摘要 - 空气污染是人口密集和工业化地区的严重问题。经济增长和工业化正在快速推进，同时空气污染源的排放量也在不断增加。空气污染物对环境的影响会影响公众健康、植被、材料劣化等。为了防止或尽量减少大气污染造成的损害，迫切需要能够快速可靠地检测和量化污染源的合适监测系统。基于纳米技术的固态气体传感器可以克服这一问题。纳米技术是通过在纳米尺度（10 9 米）即原子和分子水平上控制物质，以及利用该尺度上物质的新现象和特性来研究、设计、创造、合成、操作和应用功能材料、设备和系统。这里我们报告了一个基于纳米技术“固态气体传感器”研究空气质量监测的应用示例。为了在广阔的区域进行空气污染监测，将结合使用廉价传感器的地面测量和无线（地理信息系统）GIS。这种便携式设备将固态气体传感器压缩到个人数字助理 (PDA) 中，通过蓝牙通信工具和全球定位系统 (GPS) 连接，可以同时快速传播多个站点的污染水平信息。生成的空气质量报告随后可以使用互联网 GIS 发布，为 PCD 提供实时信息服务，以提高公众意识并增强公众参与。局部确定性和地理统计插值方法已用于空间预测，并根据每个监测站点的观察结果找出研究空气污染的最合适方法。
利用地球观测估算发展中国家森林砍伐造成的温室气体排放
议定书》适用于没有承诺的国家，即目前非附件一国家。本文通过总结发展中国家估算森林砍伐所致排放量的技术能力和主要制约因素，为这些政策讨论做出了贡献。减少森林砍伐所致排放的政策的实施取决于对国家层面避免的排放量的准确和精确估计（ Santilli 等人，2005 年）。必须估算几个组成部分：（1）国家层面的森林覆盖率损失，（2）基准期的初始碳储量及其因森林砍伐和退化引起的变化，以及（3）相对于定义的“基线”或基准期避免的排放量。遥感与地面测量相结合在确定森林覆盖率损失方面发挥着关键作用。自 1990 年代初以来，技术能力已经取得了进步，对于大多数发展中国家来说，在国家层面建立可操作的森林监测系统现在是一个可行的目标（ Mollicone 等人，2003 年；DeFries 等人，2005 年）。使用机载传感器远程感测森林碳储量的新技术和新方法的开发也在取得进展（例如 Drake 等人，2003 年；Brown 等人，2005 年）。尽管后者目前成本过高，无法覆盖大面积区域，但这些方法可用于推断更大区域的碳储量估算值。森林的多种土地使用方式会导致碳储量损失和二氧化碳排放，如果在砍伐过程中燃烧生物质，则会排放额外的非二氧化碳气体（Penman 等人，2003 年 a）。毁林被定义为从林地转变为非林地（考虑到《联合国气候变化框架公约》对森林的定义），这是最容易监测的，会导致单位毁林面积的碳储量损失相对较大（图 1）。不可持续的木材生产、过度采伐燃料木和森林碎片边缘的火灾等森林退化行为比毁林更不容易观察到，但会大大增加排放。森林退化也可能是毁林的前兆。另一方面，一些森林土地使用实践，例如管理伐木和轮耕，导致土地利用方式的转变。
光电重复性和稳定性的飞行和地面验证
哪怕是 1 pC 的小电荷在高精度惯性参考仪器的测试质量 (TM) 上积累，也会降低其性能。这些仪器中最灵敏的部分需要采用非接触式电荷管理系统，TM 是自由浮动的，其电荷由带有 TM 电荷测量的反馈回路中的光电子补偿。三项太空任务已成功展示了这一技术：2004 年发射的相对论任务、重力探测器-B (GP_B)、2015 年发射的 LISA 探路者 (LPF) 和 2014 年在沙特卫星 4 号上发射的 UV-LED 任务；前两个任务使用 254 nm Hg 放电线，最后一个任务使用一组 255 nm UV-LED。UV-LED 在可靠性、寿命、开关速度、功耗、重量和体积方面都比放电源有了显著的改进。消除电荷测量和反馈系统（以下称为被动）的电荷管理技术可降低这些系统引入的复杂性和干扰影响，因此成为积极研究和开发工作的主题。被动电荷管理主要取决于给定系统的光发射特性的稳定性和可重复性。为了支持这项工作，我们提供了一组 16 个不同配置和 255 1 nm 中心波长的 UV-LED 的全面飞行特性数据。飞行数据是 2014 年 12 月至 2015 年 12 月期间使用沙特卫星 4 号上的 UV-LED 仪器获取的。我们通过与 2020 年 9 月 4 日至 2020 年 10 月 8 日期间的飞行配置相当的地面测量来支持我们的结果。所有结果都证实了 UV-LED 在太空环境中的出色可靠性，与地面研究的结果完全一致，并支持使用 LED 进行被动电荷管理的方法。我们发现，在 255 nm LED 的照射下，TM 的平衡电位与紫外线强度无关，可在长达六个月的时间内重现约 6 mV 或 6 fC/pF。平衡电位的值取决于 TM 与其外壳之间的电场几何形状，因此也取决于仪器的精确配置。
用于估算温室气体排放的地球观测...
针对未作出承诺的国家（即目前非附件一国家）的议定书。本文通过总结发展中国家估算毁林所致排放量的技术能力和关键制约因素，为这些政策讨论做出了贡献。减少毁林所致排放量的政策实施取决于对国家层面避免排放量的准确和精确估计（Santilli 等人，2005 年）。必须估计几个组成部分：（1）国家层面的森林覆盖率损失，（2）基准期的初始碳储量及其因毁林和退化引起的变化，以及（3）从定义的“基线”或基准期避免的排放量。遥感与地面测量相结合在确定森林覆盖率损失方面发挥着关键作用。自 20 世纪 90 年代初以来，技术能力不断提高，目前，在国家层面建立可操作的森林监测系统已成为大多数发展中国家的可行目标（ Mollicone 等人，2003 年；DeFries 等人，2005 年）。使用机载传感器远程感知森林碳储量的新技术和方法的开发也在取得进展（例如Drake 等人，2003 年；Brown 等人，2005 年）。虽然后者目前成本过高，无法覆盖大面积区域，但这些方法可用于推断更大区域的碳储量估计值。森林的多种土地利用方式会导致碳储量损失和二氧化碳排放，如果在清理过程中燃烧生物质，则会排放额外的非二氧化碳气体（Penman 等人，2003a）。毁林，定义为从林地转变为非林地（考虑到《联合国气候变化框架公约》对森林的定义），最容易监测，并导致单位毁林面积的碳储量损失相对较大（图1）。不可持续的木材生产、过度采伐燃料木和森林碎片边缘的火灾等森林退化行为比毁林更难观察到，但会对排放产生重大影响。森林退化也可能是毁林的前兆。另一方面，森林中的一些土地使用实践，例如管理伐木和轮耕，导致了转移
利用地球观测估算发展中国家森林砍伐造成的温室气体排放
议定书》适用于没有承诺的国家，即目前非附件一国家。本文通过总结发展中国家估算森林砍伐所致排放量的技术能力和主要制约因素，为这些政策讨论做出了贡献。减少森林砍伐所致排放的政策的实施取决于对国家层面避免的排放量的准确和精确估计（ Santilli 等人，2005 年）。必须估算几个组成部分：（1）国家层面的森林覆盖率损失，（2）基准期的初始碳储量及其因森林砍伐和退化引起的变化，以及（3）相对于定义的“基线”或基准期避免的排放量。遥感与地面测量相结合在确定森林覆盖率损失方面发挥着关键作用。自 1990 年代初以来，技术能力已经取得了进步，对于大多数发展中国家来说，在国家层面建立可操作的森林监测系统现在是一个可行的目标（ Mollicone 等人，2003 年；DeFries 等人，2005 年）。使用机载传感器远程感测森林碳储量的新技术和新方法的开发也在取得进展（例如 Drake 等人，2003 年；Brown 等人，2005 年）。尽管后者目前成本过高，无法覆盖大面积区域，但这些方法可用于推断更大区域的碳储量估算值。森林的多种土地使用方式会导致碳储量损失和二氧化碳排放，如果在砍伐过程中燃烧生物质，则会排放额外的非二氧化碳气体（Penman 等人，2003 年 a）。毁林被定义为从林地转变为非林地（考虑到《联合国气候变化框架公约》对森林的定义），这是最容易监测的，会导致单位毁林面积的碳储量损失相对较大（图 1）。不可持续的木材生产、过度采伐燃料木和森林碎片边缘的火灾等森林退化行为比毁林更不容易观察到，但会大大增加排放。森林退化也可能是毁林的前兆。另一方面，一些森林土地使用实践，例如管理伐木和轮耕，导致土地利用方式的转变。
利用地球观测估算发展中国家森林砍伐造成的温室气体排放
议定书》适用于没有承诺的国家，即目前非附件一国家。本文通过总结发展中国家估算森林砍伐所致排放量的技术能力和主要制约因素，为这些政策讨论做出了贡献。减少森林砍伐所致排放的政策的实施取决于对国家层面避免的排放量的准确和精确估计（ Santilli 等人，2005 年）。必须估算几个组成部分：（1）国家层面的森林覆盖率损失，（2）基准期的初始碳储量及其因森林砍伐和退化引起的变化，以及（3）相对于定义的“基线”或基准期避免的排放量。遥感与地面测量相结合在确定森林覆盖率损失方面发挥着关键作用。自 1990 年代初以来，技术能力已经取得了进步，对于大多数发展中国家来说，在国家层面建立可操作的森林监测系统现在是一个可行的目标（ Mollicone 等人，2003 年；DeFries 等人，2005 年）。使用机载传感器远程感测森林碳储量的新技术和新方法的开发也在取得进展（例如 Drake 等人，2003 年；Brown 等人，2005 年）。尽管后者目前成本过高，无法覆盖大面积区域，但这些方法可用于推断更大区域的碳储量估算值。森林的多种土地使用方式会导致碳储量损失和二氧化碳排放，如果在砍伐过程中燃烧生物质，则会排放额外的非二氧化碳气体（Penman 等人，2003 年 a）。毁林被定义为从林地转变为非林地（考虑到《联合国气候变化框架公约》对森林的定义），这是最容易监测的，会导致单位毁林面积的碳储量损失相对较大（图 1）。不可持续的木材生产、过度采伐燃料木和森林碎片边缘的火灾等森林退化行为比毁林更不容易观察到，但会大大增加排放。森林退化也可能是毁林的前兆。另一方面，一些森林土地使用实践，例如管理伐木和轮耕，导致土地利用方式的转变。
环境遥感
摘要：遥感技术克服了地面测量在时间和空间上的限制，增强了大规模生物多样性监测，并可以同时评估多种植物性状。每个个体的全部性状及其随时间的变化都是特定的，可以揭示有关森林群落遗传组成的信息。在空间和时间上连续测量同一物种个体之间的性状变异是监测遗传多样性的关键组成部分，但很难用地面方法实现。如果能够建立光谱和遗传信息之间的充分联系，使用成像光谱的遥感方法可以提供高光谱、空间和时间覆盖，以推进遗传多样性的监测。我们评估了 11 年来从瑞士同一温带森林上空 69 次机载棱镜实验 (APEX) 飞行中获得的欧洲山毛榉单株树的反射光谱。我们获得了 68 棵冠层树的反射光谱，并将这些光谱的差异与 68 个个体中微卫星标记得出的遗传差异关联起来。我们计算了不同时间点、波长区域和波长区域之间相对差异的相关性。高相关性表示光谱遗传相似性高。然后，我们测试了从几天到几年的时间尺度上获得的环境变量对光谱遗传相似性的影响。我们对辐射测量进行了不确定性传播，以提供这些相关性的质量指标。我们观察到遗传相似的个体具有更相似的反射光谱，但这在不同的波长区域和不同的环境变量之间有所不同。受水吸收影响的光谱短波红外区域似乎提供了有关高温下种群遗传结构的信息，而光谱的可见部分和受树冠散射特性影响的近红外区域在较长时间尺度上显示出与遗传结构更一致的模式。在研究光谱带之间的相对差异（最大相关性：0.40）时，遗传相似性与反射光谱相似性的相关性比研究反射数据（最大相关性：0.33）时更容易检测。结合光谱测量的不确定性，基于单个光谱带的分析的光谱遗传相似性提高了 36%，光谱带之间的相对差异提高了 20%。这项研究突出了密集多时相机载成像光谱数据在检测森林群落遗传结构方面的潜力。我们认为，观察到的反射光谱的时间轨迹表明植物对环境变化的反应存在生理和可能的遗传限制。