山地城市地表蒸散估算研究——以重庆为例

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1、重庆师范大学硕士学位论文山地城市地表蒸散估算研究——以重庆为例硕士研究生：贾静涛指导教师：杨华副教授曾咺教授级高工学科专业：自然地理学所在学院：地理与旅游学院重庆师范大学2014年5月万方数据AThesisSubmittedtoChongqingNormalUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterEstimationofevapotranspirationinmountainouscity——ACaseStudyinChongqingCandidate：JiaJingtaoSuperv

2、isor:YangHuaAssociateProfessorZengXuanProfessorEngineeringMajor：PhysicalGeographyCollege：CollegeofGeographyandTourismChongqingNormalUniversityMay，2014I万方数据重庆师范大学硕士学位论文中文摘要山地城市地表蒸散估算研究——以重庆为例摘要蒸散是地表水分循环过程中的重要环节，决定着地表水分收支状况。区域地表蒸散的变化特征反映了陆面过程中能量和水分收支状况的演变趋势，同时也进一步影响区域气候和水资源总量分布，进而对区域经济发展产生影响。随

3、着遥感技术的发展与逐渐成熟，研究大尺度范围的地表蒸散变得更为便捷。因此，开展基于遥感手段的区域地表能量与水分动态监测研究具有重要的意义和研究价值。本文以遥感技术为主要手段，考虑了海拔高度、坡向、坡度以及周围地形的遮蔽等因素，改进了基于陆面能量平衡模型，提高了该模型的估算精度,使得模型更能适应复杂地形条件下的区域地表蒸散估算，拓展了蒸散模型的适用范围。本文以重庆为研究区域进行了实证研究，并对研究区2013年6月11日、7月30日、8月7日的地表蒸散时空分布格局进行了分析和探讨，具有比较重要的理论意义和实践价值。研究的主要结论如下:（1）海拔1000m以上区域地表温度与海拔高度存在

4、明显的线性关系，拟合优度达到0.75。因此，对1000m以上区域的地表温度进行了地形修正。修正后地表温度高值区主要分布植被覆盖率低、建筑物比较密集、人类活动影响比较强的主城区及周边区县。低值区主要分布在生态环境好、植被覆盖率比较高、人类活动影响比较弱的渝东北和渝东南地区。（2）基于DEM改进了起伏地形下太阳总辐射的估算方法，并将其应用于地形复杂区域的净辐射通量估算。结果表明:重庆净辐射通量空间分布具有明显的规律性，高值区位于綦江-南川-涪陵-丰都-石柱-万州-奉节等区域的山脉上，这些地区海拔较高，且植被覆盖率高，反照率低，对太阳辐射吸收强；低值区位于巫溪-武隆-彭水-黔江-酉阳

5、-秀山等区域，这些区域虽然植被覆盖比较好，反照率也不高，但这些区域受云雾的影响，接受太阳辐射少，造成地表接收的净辐射量减少。研究区地表净辐射通量也具有明显的地形分布特征，主要表现为山脊净辐射值高于山谷；阳坡净辐射值高于阴坡。随着海拔上升，净辐射值基本上呈逐渐递增的趋势，增加幅度随海拔的增加而逐渐变缓。（3）利用改进的基于陆地表面能量平衡算法估算了研究区的蒸散量，并运用比值法和正弦法将时间尺度从瞬时蒸散量扩展到日蒸散，最后用联合国粮农组织II万方数据重庆师范大学硕士学位论文中文摘要推荐FAO-PM模型进行了检验。研究结果表明，改进的陆地表面能量平衡模型估算的地表蒸散量精度比较高，

6、且模型在研究区内具有比较好稳定性和适应性。比值法日蒸散量平均相对误差为18.76%；正弦法日蒸散量平均相对误差为9.05%，除个别点相对误差偏大外，这两种方法估算的相对误差均在误差允许范围之内。但相对而言，基于正弦法估算的日蒸散量比比值法估算的日蒸散量结果精度高。（4）地表蒸散空间分布存在一定差异性，且不同地表覆盖下的蒸散量也不同。从总体上看，地表蒸散空间分布渝东南和渝东北蒸散量高于渝西地区，高值区还零星的分布在渝西偏南的綦江、南川等区域。不同土地覆盖类型日蒸散量具有一定的差异，按日蒸散量由大到小排序为:水域、草地、林地、耕地、未利用地、人工表面。（5）蒸散量分布受许多因素的影

7、响，本文选取地表温度和地形两因素分析了其对蒸散量的影响。通过日蒸散量与地表温度拟合回归分析发现，蒸散量与地表温度具有显著的二次函数关系，相关系数R达0.85。在地表温度小于305K时，蒸散量随地表温度的增加逐渐增加；地表温度大于305K时，随着地表温度增加，蒸散量呈递减趋势。分析高程与蒸散量关系得出，高程小于2500m时，蒸散量随高程增大逐级增加；高程大于2500m后，蒸散量呈大幅度减少。研究坡度与蒸散量关系得出，坡度在0-20度之间，蒸散量随坡度的增加而增加；坡度大于20度之后，蒸散量呈现