農(nóng)田蒸散量的多尺度監(jiān)測(cè)與驗(yàn)證研究.pdf

1、蒸散(Evapotranspiration,ET)包括土壤、水體的蒸發(fā)和植物的蒸騰,是地表能量平衡的重要組成部分,在土壤-植物-大氣連續(xù)體的能量、質(zhì)量、動(dòng)量交換過(guò)程中起著重要作用,也是水循環(huán)中最重要的分量之一。通過(guò)對(duì)植物蒸騰過(guò)程的監(jiān)測(cè)研究,發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物的蒸騰量在地表植被的蒸散量中所占比重較高,在水循環(huán)和水平衡中起著至關(guān)重要的作用。加強(qiáng)對(duì)灌溉農(nóng)田作物蒸散的精確研究,準(zhǔn)確地估算典型灌溉農(nóng)田區(qū)域蒸散量,在全球氣候變化研究、區(qū)域干旱監(jiān)測(cè)與農(nóng)田灌溉

2、決策、作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)以及流域水資源管理等方面都有十分重要的意義。
　　目前,地表蒸散量的獲取方法主要分為以下三種:地面監(jiān)測(cè)、遙感估算、模型模擬。其中,遙感估算具有多時(shí)相、多波段、多角度的特點(diǎn),獲取的遙感信息能夠綜合反映下墊面的幾何結(jié)構(gòu)和水、熱狀況。使遙感估算、模型模擬在非均勻下墊面上區(qū)域蒸散量的監(jiān)測(cè)方面具有明顯的靈活性。但是,由于地面觀測(cè)點(diǎn)所代表的足跡與遙感影像像元在尺度上的差異,導(dǎo)致對(duì)遙感估算結(jié)果的驗(yàn)證成為一個(gè)難題。
　　由

3、于大孔徑閃爍儀的監(jiān)測(cè)距離較長(zhǎng)(250m-4500m),對(duì)地表蒸散量可以實(shí)現(xiàn)跨像元尺度監(jiān)測(cè),在對(duì)遙感估算結(jié)果的驗(yàn)證中被廣泛應(yīng)用。本文以2010年和2011年中國(guó)科學(xué)院欒城農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站的兩種地面觀測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù),結(jié)合足跡模型對(duì)區(qū)域遙感模型估算的典型灌溉農(nóng)田蒸散值進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,并對(duì)該應(yīng)用結(jié)果進(jìn)行了初步分析,在此基礎(chǔ)上剖析了驗(yàn)證過(guò)程中存在的誤差來(lái)源。通過(guò)研究,得到以下結(jié)論:
　　1.大孔徑閃爍儀測(cè)得的2011年冬小麥與夏

4、玉米兩季作物生長(zhǎng)季(2011.3-2011.10)的蒸散量約為595.8mm,渦度相關(guān)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)值約為531.1mm,二者的相關(guān)系數(shù)R≈0.684,從而認(rèn)可了大孔徑閃爍儀在地表水熱通量監(jiān)測(cè)中的可行性。
　　2.結(jié)合足跡模型對(duì)遙感估算數(shù)據(jù)進(jìn)行尺度轉(zhuǎn)換,得到與該時(shí)期(2011.3-2011.10)大孔徑閃爍儀相同觀測(cè)尺度的地表蒸散量,通過(guò)對(duì)二者監(jiān)測(cè)結(jié)果的分析得出其相關(guān)系數(shù)R≈0.72。依據(jù)大孔徑閃爍儀的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)遙感估算值進(jìn)行校正