区域蒸散量的遥感估算与验证—刘绍民.pdfVIP

主 要 内 容 一、研究背景 二、应用实例 三、主要结论 一、研究背景 • 蒸散发(Evapotranspiration，ET)，包括土壤、水体的 蒸发和植被蒸腾，是大气圈、生物圈、岩石圈、冰雪圈 与水圈之间水分传输和能量交换的主要过程，也是水循 环中最重要的分量之一。 • 准确地估算区域蒸散量对全球气候变化研究、区域干旱 监测与农田灌溉决策、作物产量预报以及流域水资源管 理等方面等都十分重要。 一、研究背景 目前，地表蒸散量的获取方法主要分为以下三种：地面 观测、遥感估算、模式模拟。 由于多时相、多波段、多角度的遥感信息能够综合反映 下垫面的几何结构和水、热状况，使遥感方法在非均匀下垫 面上区域蒸散量的监测方面具有明显的优越性。 目前，遥感估算蒸散量的方法主要分为以下四类： • 与传统方法相结合的模型 • 基于地表能量平衡方程的模型 • 地表温度-植被指数法 • 数据同化方法 一、研究背景 1、与传统方法相结合的模型 利用了不同类型的遥感数据反演地表参数，然后 将这些参数应用到传统的蒸散估算模型中。例如： Priestley-Taylor公式 （Jiang and Islsm, 2001; Wang et al., 2006 ） 互补相关模型 （Virginia et al., 2008; Liu et al., 2010 ） Penman-Monteith公式 （Cleugh et al., 2007; Mu et al., 2007 ） 一、研究背景 2、基于地表能量平衡方程的方法 利用遥感反演净辐射量、土壤热通量和显热通量，然 后依据地表能量平衡方程推算出蒸散量。这种模型按照 其对地表描述方法的差异又分为一层模型和双层模型。 一层模型(又称为“大叶模型,忽略了植被冠层与土壤之间的水热特性差异， 影响了其在非均匀下垫面上的反演精度) ： SEBAL （Surface Energy Balance Algorithm for Land） - Bastiaanssen et al., 1998 SEBS （Surface Energy Balance System） - Su, 2002 双层模型(将植被冠层与土壤分开，分别考虑两者的动量和能量传输过程，以 及两者的相互作用，更接近真实情况)： 系列模型 （Series Model） - Shuttleworth and Wallace, 1985 平行模型 （Parallel Model） - Normal et al.1995;Kustas et al.1999 补丁模型 （Patch Model） - Blyth et al.1995 一、研究背景 3、地表温度-植被指数方法 利用遥感反演的地表温度Ts 和植被指数 （NDVI 、f ）建立植被指数与地表温度的关系 c （三角形、梯形），计算地表水分有效性指数 （作物缺水指数、蒸发比、水分亏缺指数、地表 温度-植被覆盖度指数、条件温度植被指数），并 结合潜在蒸散来估算地表实际蒸散量。 （Jiang and Islsm, 1999，2001，2003; Nishida et al ., 2003; Tang et al., 2010 ） 一、研究背景 4、数据同化方法 将模式与遥感信息相结合，通过同化遥感反演 的地表温度、土壤湿度、反照率等参数来计算蒸散 量。模式包括：土壤-植被-大气传输模型 （SVAT ）； 陆面过程模型，如：Sellers 的简单生物模式 （SiB、 SiB2) 、Dickinson 的生物圈- 大气圈传输方案 （BATS ）、通用陆面过程模式 （CLM ）等；水文模 式；气象模式，如MM5等。 （Courault et al., 2005; Pipunic et a