气象学报2002

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1、第F"卷第A期气象学报=,KLF"，;,LA:"":年#月@’*@(H*H?I?J?&>’@3>;>’@@MNMO/:"":#############################################################非均匀陆面条件下区域蒸散量计算的遥感模型!陈云浩李晓兵""史培军（北京师范大学资源科学研究所，教育部环境演变与自然灾害重点实验室，北京，!""#$%）摘要非均匀陆面条件下的区域蒸散计算是一个复杂的问题。文中首先在利用遥感资料求取地表特征参数（如植被覆盖度、地表反照率等）的基础上，建立了裸露地表条件下的裸土蒸发和全植被覆盖条件下植被蒸腾计算模型，

2、然后结合植被覆盖度（植被的垂直投影面积与单位面积之比）给出非均匀陆面条件下的区域蒸散计算方法。实测资料验算表明该模型具有较高的计算精度。文章最后利用该模型对中国北方地区的蒸散量进行了计算，并对该研究区蒸散的特点进行了分析。关键词：非均匀陆面条件，区域蒸散，遥感模型，植被覆盖度。蒸散既是地面热量平衡的组成部分，又是水份一化植被指数（;<=>）的关系，提供利用;?@@资料平衡的重要组成部分。蒸散过程由于涉及土壤、植进行区域蒸散量计算方法［A］。这种利用卫星资料推被和大气等与大气、气候密切相关的多种复杂过程，算区域地表特征参数（地表反射率、植被指数、辐射准确计算蒸散更是改进&’(的关键所在，

3、因而关于亮温等），辅助气象资料、地理要素等建立的区域蒸地表蒸散量的研究一直是国内外地学、生物学界关发（散）的统计模型，具有一定的参考价值但推广意心的问题［!］。中国北方!)省区地域辽阔，矿产丰义不大。!B$)年C-,0.等［%］根据能量平衡、作物阻富。然而近年来，由于该区干旱化程度加大，引发地抗原理建立的作物阻抗9蒸散模型，从而建立了热红表荒漠化和风沙漠灾害程度加剧，引起广泛关注。外遥感温度应用到作物蒸散模型的理论基础。D,E可见区域水分的平衡与合理使用已成为保持生态平发展了利用合成孔径雷达探测土壤湿度，进而计算衡、保障战略开发的关键环节，因而对中国西北%省区域蒸散量的新方法，提高了计

4、算精度［F］。另外，许区的区域蒸散的定量计算与监测，具有重要的理论多学者［$GB］根据各自研究区的特点，针对空气动力价值和迫切的现实意义。阻抗等对蒸散模型的参数进行了改进，提高了计算精度。!引言区域蒸散量由蒸发与蒸腾两部分组成，其中蒸在对蒸散的研究过程中，涌现出多种蒸散的计腾与植被的光合作用有关，而蒸发受太阳辐射、温算方法。其中以*+,-./+012/利用边界层相似理论计度、降水、饱和差等一系列气候因素的影响。在以往算蒸发量的空气动力学方法、302.41.5的涡旋相关的计算中，蒸发和蒸腾的差异在计算模型中反映不法、基于“表面阻力”的67.81.9(,./72/+公式等为代充分，这对区域

5、下垫面类型变化不大的均匀陆面条表［:，)］。以上有关蒸散量的计算方法主要利用点上件下或小区域研究是可行的，而对这种非均匀陆面的资料测算蒸散量，存在由点向面的尺度转换问题，条件下的区域蒸散计算是不合适的。本文拟分别建因而在大面积区域上推广存在很大困难。近年来，立裸土蒸发模型和植被蒸腾模型，并结合植被覆盖国际上相继开展利用卫星遥感技术估算区域蒸散度来建立非均匀陆面条件下的区域蒸散模型。利用量。如利用多元回归分析了蒸散量与地表温度和归该模型对中国北方地区的区域蒸散量及其分布特征!初稿时间：:"""年!:月!#日；修改稿时间：:""!年$月%日。资助课题：国家重点基础研究发展规划项目（&:""

6、""!#F"A）和国家自然科学基金项目（)""""":$）。""通讯作者&期陈云浩等：非均匀陆面条件下区域蒸散量计算的遥感模型K)’进行讨论。表$由DHIJJ通道$和!反射率计算地表反照率的系数!计算模型下垫面类型456雪盖（冰川）L0"&’K)"&**)"1*!!""裸土蒸发和植被蒸腾模型裸岩（裸土）L$"!?))"&’$)"?0’地表热量平衡方程可表示如下式：植被L!")?!)"&K&)"&*?沙漠（荒漠）0"0&$)"?’K)"0!K!"#$#%&%’（$）水体$"!$K)$")*’L)"&’!式中，!"为潜热通量（!%!(&’($)*+（,-!·--）；"为蒸散，单位：--），

7、$#为净辐射，&为显热通量，’热通量可近似表示为净辐射的函数［$$，$!］：为土壤热通量，它们的单位为+,-!。,（)())0!!+!!）·/!($($地表净辐射&’#{（$%)(’?17BFH）$).!蒸腾模型（K）辐射能量是蒸散的主要能源。地表的辐射平衡)(!)8$)蒸发模型方程表示如下：!"$"0显热通量$,&,&（!）)#*（$%!）+".#.%"/#/显热通量可以湍流形式表现为：式中，*为太阳总辐射，本文根据国家气候中心提&#$6（/