宁夏南部地表辐射和热量平衡的遥感研究

为了研究和揭示宁夏南部地气能量传输过程及特点并进一步评估退耕还林还草的生态效应,利用Landsat-7ETM+卫星遥感资料所求取的地表特征参数,将地表分成水体、裸地、半裸地、草地、林地5类地表覆盖类型,结合常规气象观测资料,分别计算得出宁夏南部地表辐射和热量平衡各量的区域分布,并给出各量的分布图和直方图,分类别讨论了地表辐射和热量平衡各量分布特征,使得对宁夏南部区域地表辐射和热量平衡区域分布有一个直观、综合的了解和认识。研究表明,植被分布对地表辐射和热量平衡各量影响很大。

围栏封育对藏北地表热量平衡的影响

围栏封育是西藏政府用来保护生态环境的重要举措之一。这项工程不仅会改变围栏区域的植被特征,也会影响藏北地区的地表热量平衡。关于现行的围栏封育工程对当地热量平衡影响的信息却很少,我们从当地的农牧局收集了藏北各县围栏的范围坐标,将其空间数据化,并基于卫星遥感数据和地表热量平衡系统的模型计算,来探究围栏封育后地表温度、地表反照率和蒸散的变化情况。这些变化会影响藏北高原的地表热量平衡和陆表温度。研究发现日间和夜间的陆表温度变化趋势呈现出非对称日变化,日间的升温幅度大于夜间的降温幅度;反照率的增加导致藏北高原吸收的短波辐射减少,引起陆表温度降低,中部地区降温幅度最大,达到了每10年下降0.4?0.5℃;东部地区降温幅度最小,为每10年下降0.1?0.2℃;蒸散的减少导致潜热能量输送减少,引起的地表温度升高最大的地区在中部地区,升温幅度大于每10年上升1℃,升温最小的地区在西北部,升温幅度为每10年上升0?0.1℃。

额济纳绿洲地表辐射和热量特征研究

通过利用2003年9月5日～9月29日黑河下游额济纳地区的微气象观测资料,分析了额济纳绿洲在晴天、阴天和降水天气条件下的地表辐射、热量平衡和土壤温度等微气象特征。结果表明：在不同天气条件下近地层微气象特征变化有很大差别,晴天时地表微气象特征日变化规律明显,阴天和降水天时变化规律不明显。观测期间平均气象特征与晴天较接近,平均总辐射、净辐射和感热通量与晴天比值基本大于0．8。晴天的日变化特征基本上代表了绿洲区的气候特征,阴天和降水天时的变化表示了在晴天基础上的扰动大小。晴天时地面热量交换以感热通量为主,日间绿洲内平均Bowen比为1．5左右；阴天地面热量交换以潜热通量为主,平均Bowen比在0．5左右。

运用表观热惯量遥感地表蒸散--以河北省易县崇陵流域为例

现有遥感地表蒸散的方法是基于地表热量平衡方程,先求出地表净辐射通量、土壤热通量和显热通量,再用余项法求出潜热通量。地表净辐射通量和显热通量的计算需空气温度、风速和地表粗糙度等非遥感参数,并且涉及到空间插值问题,由此增加了估算的复杂性并降低了估算的精度。引入反映地物固有热特性的物理参数-表观热惯量,结合地表辐射温度,充分利用遥感较易获取的这两个参数来估算地表蒸散,可弥补上述不足。利用河北省易县崇陵流域卫星过境同步观测的地面资料,以2007年5月28日过境的LANDSAT/TM作为数据源,尝试利用表观热惯量来遥感地表蒸散的新途径。首先根据像元表观热惯量和地表辐射温度等遥感参数反演出像元的大气下行辐射,进而估算出地表净辐射通量;其次,利用表观热惯量估算出波文比,再根据波文比对地表净辐射通量进行切割,然后代入地表热量平衡方程中,直接估算出地表潜热通量;最后,计算出崇陵流域日地表蒸散量,并获取其空间分布图。这种方法避开了估算显热通量的中间环节,可操作性更强。

区域水资源量的估算及预测分析——以南京地区为例

分析了南京地区的水资源状况 ,从地表热量平衡、水量平衡的基本理论出发 ,结合南京地区的气象、水文、土壤等资料建立了区域水资源量估算模型 ,计算了该地区的地表水、地下水及水资源总量 ,根据实际资料进行了模型检验 ,并对未来不同气候变化情景下的水资源状况进行了预测分析 ,提出了该地区水资源合理利用的方案。

洛河流域蒸散发遥感反演及其与各参数的相关性分析

利用ETM数据和地表热量平衡模型估算洛河流域的蒸散发量,并结合地面实测资料进行检验,然后综合分析蒸散发量与土地利用/覆被、地表参数、地形参数的关系。研究发现,不同下垫面的蒸散发能力有一定的差别,其中水体和林地的日蒸散发量最大;蒸散发量与NDVI、植被覆盖度以及高程等参数呈线性相关,而与地表温度呈指数相关,与叶面积指数呈对数相关。

应用遥感方法估算区域蒸散量的制约因子分析

遥感方法估算区域蒸散量应用比较广泛的有两种 ,一种是完全以地表热量平衡方程为基础 ,用遥感方法估算出净辐射、土壤热流量和显热通量 ,然后用余项法求出蒸散量 ;另一种是以Penman -Monteith方程为基础 ,结合地表热量平衡方程 ,直接估算出蒸散量。本文根据国内外的研究现状 ,对应用遥感方法估算区域蒸散量的制约因子进行了深入的分析 ,这些制约因子包括 (1)图像信息源 ;(2 )反照率、比辐射率和表面温度等地表参数的遥感反演精度 ;(3)空气动力学阻抗和表面阻抗模型 ;(4 )估算结果的验证方法 (5 )时间尺度的扩展问题。分析结果表明 :长期以来由于这些因子中所涉及到的许多关键技术和难点问题都没得到很好的解决 ,因而极大地制约着应用遥感方法估算区域蒸散量的发展。通过对制约因子的分析 ,可以有助于高精度遥感蒸散模型的建立。

黄土高原植被恢复引发区域气温下降

黄土高原退耕还林(草)等生态恢复工程促进了地表植被覆盖增加,进而通过影响地表-大气之间热量交换影响区域气候过程。基于黄土高原1998—2000年和2008—2010年SPOT卫星反演的植被覆盖资料、54个地面气象站气温资料及EIN-Interim地表热通量数据,采用空间分析交叉验证及地表热量平衡分析的方法,从站点尺度探讨了退耕还林(草)工程初期和10年后黄土高原植被变化与气温和地表热通量变化之间的关系。研究表明,退耕还林(草)工程开展10年后,黄土高原气温最小值、最大值与平均值均有下降,植被覆盖增加与气温变量降低在空间上呈正相关。同时,植被覆盖增加与潜热通量增加、感热通量与大气下行长波辐射下降在空间上也呈正相关关系。这些结果表明,植被恢复可通过增加地表蒸散发作用对区域气候产生降温效应,会减缓气温升高对黄土高原生态系统的影响。

黄土丘陵沟壑区小流域蒸散发的遥感估算——以静宁县魏沟流域为例

利用TM遥感影像和地表热量平衡模型估算静宁县魏沟流域的蒸散发量,并结合地面实测资料进行检验,分析了该流域蒸散发的分布规律,研究了蒸散发量与土地利用、地表参数和地形参数的关系.结果表明,研究区当日蒸散发量为1.13~8.86 mm,平均4.94 mm,分布上呈现由西北向东南递增的趋势;不同下垫面的蒸散发能力有一定差别,其中水体和林地的日蒸散发量最大;蒸散发量与INDV和高程等呈线性正相关,而与地表温度呈线性负相关.

黄土丘陵沟壑区蒸散的遥感反演——以静宁县水土保持世行贷款项目区为例

蒸散量是热量平衡和水量平衡的重要分量。利用TM遥感影像和地表热量平衡模型估算静宁县水土保持世行贷款项目区的蒸散量,并结合地面实测资料进行检验,分析蒸散的分布规律,研究蒸散量与土地利用、地表参数、地形参数的关系。结果表明：研究区日蒸散量介于0.70-9.05mm之间,平均5.31mm,分布上呈现由西北向东南递增的趋势;不同下垫面的蒸散能力有一定差别,其中水域和林地的日蒸散量最大;日蒸散量与归一化植被指数（INDV）呈线性正相关,而与地表温度呈线性负相关。

我国风化壳及土壤中化学元素迁移的地理規律性

(一) 大规模综合性的改造和利用自然的工作,要求人们更深入、更全面地了解作为最原始、最基本的生产资料的地理坏境。因而,在自然地理学的研究中,于1930—1940年代,苏联学者先后提出地表热量平衡的研究和地表化学元素迁移过程的研究等新方向。

基于能量平衡模型的陇东黄土高原蒸散发遥感反演——以平凉市崆峒区水土保持世行贷款项目区为例

利用TM遥感影像和地表热量平衡模型估算平凉市崆峒区水土保持世行贷款项目区的蒸散发量,并结合地面实测资料进行检验,分析了该区域蒸散发的分布规律,研究了蒸散发量与土地利用、地表参数、地形参数的关系。结果表明:研究区当日蒸散发量介于0.46～7.85 mm之间,平均3.81 mm,空间分布差异明显;不同下垫面的蒸散发能力有一定差别,其中水体和林地的日蒸散发量最大;蒸散发量与NDVI和高程等呈线性正相关,而与地表温度呈线性负相关。本研究可为区域地表水循环和生态修复提供数据支持。

用常规气象资料计算陆面年实际蒸散量

利用全国432个气象站和512个水文站近30年的水文、气象资料,在全国选择了九个有代表性的流域,通过数据集群技术,证实了在流域尺度上存在蒸散互补相关关系.在深入分析“可能蒸散”概念的基础上,建立了用常规气象资料估算陆面实际蒸散的通用模型.对流域年实际蒸散量的模拟结果显示,除黄河流域部分年份外,可以将陆面年实际蒸散量的估算误差控制在10％以内.