基于卫星遥感数据的大尺度陆面蒸散发估算研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:countrygary
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
陆面蒸散发(evapotranspiration,简称为ET),包括土壤表面、水面的蒸发与植被的蒸腾,是全球水循环与地球能量平衡的重要组成部分。基于观测站点的ET观测难以获得大尺度时空连续的陆面蒸散发。遥感卫星能获取大尺度各陆面参数的变化,为大尺度陆面蒸散发的准确估算提供良好的数据基础,从而为水文水资源、生态学及地球系统模拟提供数据支持。  本研究使用基于Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS)蒸散发模型模拟了中国2001-2015年间日平均实际蒸散发(以下简称ET MOD),并对其进行多尺度的评估。随后,为改善由蒸发比率(EF)恒定假设所产生的日平均ET低估,本研究将单层大叶模型的日蒸发比率(EF)改进方法扩展到双源模型中。最后,为提高改进方案的适用性与可移植性,提出了三种简化的蒸发比率改进方案,并对其进行综合评估。通过上述研究,得出以下结论:  (1)与7个通量塔观测数据相比,ET MOD在月尺度上比日尺度具有更高的精度。在一级流域与二级流域尺度上,与由水量平衡校准的Variable Infiltration Capacity(VIC)ET估算对比,年平均ET MOD的ET估算具有较好的相关性,其决定系数(R2)分别为0.93和0.83。但ET MOD在中国北方显示出轻微的高估,而在中国南方出现低估。在全国尺度上,ET_MOD的时空变化与其他独立的ET产品一致。然而,ET_MOD在青藏高原的估算总体上低于其他产品。这种低估可能是由于输入的辐射数据在青藏高原地区低估,及高原上的植被覆盖与地面温度较低所造成的。  (2)改进后的日平均EF(以下简称EFd)相对于改进前的EF(以下简称EF MOD)在大多数站点都更加接近观测EF,特别是在当雄站。在月尺度上,ETd精度有了明显地提高(R2为0.61-0.92,RMSE为7.8-25.1mm month-1)。在一级流域和二级流域尺度上,ETd也比ET_MOD与VIC ET有更强的相关性,但在中国北方流域高估和在南方流域低估的现象仍存在,同时二级流域的RMSE值更高。ETd与其他独立的ET产品也具有较强的时空相关性,在青藏高原没有显著的低估。  (3)在月尺度上与ET通量观测相比,用瞬时EF代替日平均EF的简化方法(ET0)在三个简化方法中有最大的偏差,R2值为0.61-0.87,RMSE为13.5-54.4mm month-1。恒定Priestley-Taylor参数α方法(ET1)的R2为0.63-0.89,和RMSE为15.5-56.1mm month-1。恒定表面阻抗(rc)方法(ET2)相对于ET0精度更高(R2为0.6-0.97,RMSE为21.3-48.9mm month-1)。同时ET0和ET1在当雄站仍然存在显著的低估,而ET2在除了当雄站的其他站点都有明显的高估。在流域和空间尺度上,ET1与ET2相对于ET0表现更好。  (4)除青藏高原地区外,ET0与ET1可以在中国大部分地区代替ETd使用。ET2与其他独立的ET产品在青藏高原地区较为一致,但在全国其他区域的ET估算偏高。  本研究在遥感双源蒸散发模型中引入解耦因子Ω,令蒸发比率EF的计算方案具有更强的物理意义,提高了大尺度ET遥感估算的精度;提出了三种不同假设情况下的简化改进方案,并对其结果进行了多尺度的综合评估,阐明了各自的精度和适用范围。
其他文献
该文以马克思主义辩证唯物主义和历史唯物主义为指导思想,综合运用经济地理学、国际经贸地理、农业地理、国际经济学、产业经济等学科理论以及定性、量分析相结合的多种研究方
该文从绿洲演变特征综合研究出发,以河西地区十四个绿洲的土地利用活动及其导致的土地覆被变化和各绿洲的气象资料为研究对象,结合河西地区的考古资料,以1961-2000年为研究时
以全球变暖为标志的全球气候变化研究是当今研究的一个热点.IPCC第三次评估报告指出,在20世纪,全球平均温度升高0.6±0.2℃,20世纪80年代和90年代是近100年中最温暖的20年.陆
该文研究将以耕地变动特征及其影响因子的分析为基础,结合其所处城市化发展阶段和状态,对城市化在时间和空间上所产生的影响加以分析,确定其作用途径.概括起来,该项研究的基
近年来伴随着湖泊水质下降、生物多样性锐减、生态退化等一系列问题的不断出现,湖泊水生态系统健康的评估逐渐成为国内外学者、资源环境管理者共同关注的焦点。然而湖泊水生态
该文以黄土高原地区的山西省和陕北高原为例,以旅游资源与开发、旅游市场学、旅游经济学、民俗学、旅游心理学等理论为指导,采用理论和实践相结合的方法,紧紧围绕黄土风情旅
该文由两部分组成:第一部分 基于网络的农业信息的共享研究.该部分在理论概念和技术方法层次上对基于网络的农业信息资源的共享进行探讨.主要内容包括:网络环境下的多维农业
介绍了一套由WinCC6.0组态软件、触摸屏、可编程序控制器和变频器等部件构成的自动供水控制系统,分析了系统控制4台水泵和1个高位水池的设计概况。
该文选择生态环境脆弱敏感的石羊河流域为研究区域,以人类活动强烈的近2000年来为研究时段,以土地利用/土地覆盖变化及其导致的环境效应为研究对象,综合运用历史文献考证与实
区域蒸散量的估算在气候变化研究、水资源规划与管理、节水农业的发展以及水利工程建设中十分重要.有关区域蒸散的研究多年来一直是国内外地理、气象、生物等科学界关心的焦