基于三温模型估算流域日蒸散发

《基于三温模型估算流域日蒸散发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于三温模型估算流域日蒸散发EstimationofDailyEvapotranspirationbyThree-temperaturesModelatLargeCatchmentScale11,2,111熊育久，邱国玉*，尹婧，赵少华，王佩11,2,111Y.J.Xiong,G.Y.Qiu*,J.Yin,S.H.Zhao,P.Wang1北京师范大学资源学院1CollegeofResourcesScienceandTechnology,BeijingNormalUniversity2地表过程与资源生态国家重点实

2、验室（北京师范大学）2StateKeyLaboratoryofEarthSurfaceProcessesandResourceEcology(BeijingNormalUniversity)引言[1-3]三温模型是近年提出的一种估算蒸散发、评价环境质量的简单模型。模型的核心是表面温度、参考表面温度与气温。实验表明，该模型在田间尺度具有良好精确度，并且简单[4-8]易行。因此，本文结合遥感数据，尝试将三温模型推广应用于估算流域尺度的蒸散发。三温模型理论基础三温模型的理论基础是地表能量平衡方程。在假设自然下垫面是由

3、裸露土壤、植被完全覆盖区，以及两者的混合体构成后，Qiu等人通过引入参考土壤面（干燥土壤，无蒸发）、[1-3]植被参考面（无蒸腾）和植被覆盖度，分别推导出三种下垫面蒸散发的算法：土壤蒸发：TT−saERGRG=−−−()（1）nnddTT−sda22其中：Rn为净辐射通量（W/m），G为土壤热通量（W/m）；Ts是土壤温度（℃)，Tsd是参考2土壤的表面温度（℃)，Ta是气温（℃)；Rnd是参考土壤的净辐射通量（W/m），Gd是参考土2壤热通量（W/m）。植被蒸腾：TT−caLT=−RR（2）nnpTT−cpa

4、2其中：Rn为净辐射通量（W/m），Tc是植被的表面温度（℃)，Tcp是参考植被的表面温度（℃)，2Ta是气温（℃)；Rnp是参考植被的净辐射通量（W/m）。混合区的蒸散发：ETf=−×+×(1)EfT（3）项目资助基金：国家自然科学基金（40771037）、973项目北方干旱化及其人类适应（2006CB400505）第一作者：熊育久，男，博士研究生。E-mail：xiongyj@ires.cn*通讯作者：邱国玉，教授/博导。Tel./Fax:+861058802716；E-mail：gqiu@ires.cnN

5、DVI−NDVIminf=(4)NDVI−NDVImaxmin[9]其中：f是植被覆盖度；NDVI是归一化植被指数，NDVImax、NDVImin分别是100％植被覆盖区与裸露土壤的NDVI值。模型应用与验证结合TM影像（P128R35，1987年8月28日），将三温模型应用于黄土高原的泾河流域。在三温模型中：气温可利用气象资料插值；地表温度可利用TM影像反演；裸露土壤或完全植被覆盖区的参考面可以认为是两种地类中具有最高温度的像元；净辐射与土壤热通量[10]可通过下面公式反演：4R=−(1α)RRT+εε−σ（

6、5）nswdlwdsGR=Γ+−Γ−[(1)f(Γ)]（6）ncsc其中：α是地表反照率；Rswd、Rlwd分别为入射的短波、长波辐射；ε是地表发射率；σ是Stefan-Bolzmann常数；Ts是地表温度；f为植被覆盖度；Гc、Гs均为经验系数。至此，根据三温模型可计算出卫星过境时的瞬时蒸散发（见图1与图2）。再根据谢贤[11]群的研究结果，可将瞬时结果转化为日蒸散（见图3与图4）。图1三温模型估算的瞬时蒸散发（mm/h）图2瞬时蒸散发（mm/h）的直方图图3日蒸散结果（mm/d）图4不同覆盖条件下日蒸散（m

7、m/d）的直方图由于暂时没有实测的蒸散结果，此次验证采用SWAT模型中的Penman-Monteith公式验证三温模型估算结果。由于P-M公式的结果是基于子流域，而不是像元，所以验证的是三温模型反演的各个子流域的平均值，见表1。表1三温模型估算结果与P-M法结果比较蒸散发(mm/d)绝对误差子流域SWAT(P-M)三温模型(mm/d)61.88**72.352.440.1092.402.490.09a112.562.880.32完整120.923.742.81152.392.510.12162.882.350.

8、53192.842.440.40b平均值2.472.520.05a部分32.862.340.5243.352.730.6250.923.042.1283.372.420.96103.422.411.01133.682.391.29142.872.500.37173.442.111.33232.933.270.34252.943.630.69注：a：完整表示所采用的子流域都包含在TM影像