植被变化与地表温度和降水的关系研究

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1、学年论文题目植被变化和地表温度与降水关系研究学生姓名学号2学院遥感学院专业遥感科学与技术指导教师二Ｏ一三年十二月二日植被变化和地表温度与降水关系研究南京信息工程大学遥感学院，南京210044摘要：地表温度和降水是影响植被变化的重要气候因素，而植被变化也是全球及区域气候变化的重要影响因子之一，对植被变化的动态监测可以从一定程度上反映气候变化的趋势。因此近几十年来植被变化与地表温度和降水关系研究普遍受到科学家们的关注。本文在阅读国内外大量文献的基础上，汇总了植被变化与地表温度和降水关系研究的主要研究模型和研究意义及结果

2、。研究发现植被变化与地表温度两者呈现出显著的负相关；降水对植被变化的影响很大，而植被变化对降水的影响说法不一。很多学者将气温和降水联系在一起，但很少有人关注植被变化，地表温度和降水三者的关系。关键词：植被变化地表温度降水Ts/VI特征空间相关分析引言植被具有明显的年际变化和季节变化的特点，并且与土壤、大气和水分都有一定的关系。地表温度是植被变化的良好表征，而降水是植被生长的主要限制因素。它们在气象、水文、交通、植被生态及环境监测等方面都有着重要的应用价值，因此植被变化与地表温度和降水的空间分布关系对经济发展、环境改

3、善、特别是农林业生产都有着重要的科学意义和参考价值。近些年来随着科学的发展与技术的成熟，，瞬时覆盖面积大、成像周期短、价格相对低廉、又可以周期性获取的卫星遥感数据成为地表研究的重要数据来源，代替了以往地面气象站点的观测资料。使得植被变化与地表温度和降水的关系研究有了较快发展。1．植被变化与地表温度关系1.1主要研究方法：1.1.1分形维度计算方法在城市热岛效应研究中，一般以市中心区为圆心，按等距角度设定样线，分别通过不同的下垫面类型。通过对不同剖面线温度和植被覆盖的分行维度计算，可加深了解城市热力表面及其植被表面的

4、形态特征。对于曲线的分维量测一般采用尺度变换法。利用分割(Dividermethod)计算不同样线的分形维度，该方法通过对样线表而长度与不同步长比值取对数来计算分形维度[29]。研究发现植被覆盖度与地表温度的曲线图呈现明显的分段函数特征,在不同的植被覆盖水平下，植被的降温效果是有显著差别的。1.1.2剖面线法相关分析马伟等[30]利用剖面线法对北京市的城市热岛效应进行了相关分析，研究发现市区平均地表温度最高，近郊次之，远郊最低，北京市区呈现较强的热岛效应。与地表温度空间分布特征相反，平均植被覆盖度在市区表现出最低值

5、，比近郊和远郊的平均植被覆盖度都低。远郊大量的森林和农作物使得远郊的平均覆盖程度最高。较高的植被覆盖有效地保持了自然下垫面土壤湿度，改变地表能量平衡在潜热和显热的能量分配，降低波文比，从而降低地表温度。同时，植被覆盖也增大了热惯量，在相同太阳辐射条件下，能有效地阻止地表温度的上升。此外，植被变化与地表温度的研究还需考虑尺度问题，相关研究表明，由于分辨率不同，植被覆盖度与地表温度的相关系数会相应变化。利用选定的样线，分析不同分辨率下地表温度与植被覆盖度的空间格局。从剖面线的变化趋势来看，随着分辨率的加大，像元之间不断

6、聚合，地表温度与植被覆盖度的表而变得更为平滑。总体上，地表温度和植被覆盖度表面的负相关程度在不同分辨率下均较为显著，而且随着分辨率的提升，地表温度和植被覆盖度的主要变化趋势被凸显，从而强化了两者的相关关系，但随着分辨率进一步加大，主要变化趋势被模糊，两者相关程度开始下降。1.2植被变化对地表温度的影响植被通过光合作用、蒸腾和蒸散作用可以降低温度、增加湿度，从而起到调节地表温度的作用。随着植被覆盖度增加，植被通过蒸腾作用将吸收的辐射能部分转化为潜热的能力加强，而转化显热的作用相对减弱，使得地表温度呈下降趋势。在给定地

7、表面，地表吸收太阳辐射及土壤水分的供应状况是表面温度的两个控制因子。如果在一定范围内，地表吸收的太阳辐射不变，地表干旱缺水时，植被蒸腾转化为潜热能量降低，显热交换增加，地表温度会相应提高[1]。在时间尺度上,随着陆面从森林变为草地,或者从草地变为耕地,地表的温度在不断地升高。这是因为这一区域植被退化和土地变干而造成的感热的增加。据统计,地表温度升高的区域主要是那些植被退化很严重的区域。在空间尺度上，地表温度和NDVI呈现出显著的负相关关系，即植被覆盖状况差的区域地表升温较为显著，而植被覆盖度高的区域地表温度则变化不

8、大，甚至出现降温。地表温度对植被的季节变化还有着敏感的响应。不同区域植被覆盖状况的差异可能导致中国地表气温变化对全球变暖的响应不同，预测中国未来气候变化需要考虑植被覆盖状况及其动态变化的影响。1.3地表温度对植被变化的影响地表温度是大气-土壤-植被系统内物质和能量交换的结果，可以反映地表含水量的变化，进而揭示植被生长情况，同时还可以用来间接判断地表蒸散状况。