农田蒸散双层模型及其在干旱遥感监测中的应用

该文建立了在部分植被条件下估算农田蒸散的双层模型, 利用此模型和数据对黄淮海平原春季旱情进行了评估, 并做出了干早及蒸散分布图。对双层模型和单层模型的估算结果进行了比较, 结果表明在部分植被条件下双层模型估算的精度要高。

第

卷

第月

期」

遥

感五

学

报

,

‘

年

,

了

农田蒸散双层模型及其在干旱遥感监测中的应用隋洪智摘要

’

田国良

李付琴北京,

中国科学院遥感应用研究所

该文建立了在部分植被条件下估算农田蒸散的双层模型,

利用此模型和

数据对黄淮海平,

原春季旱情进行了评估

并做出了干早及蒸散分布图。

。

对双层模型和单层模型的估算结果进行了比较

结果表明

在部分植被条件下双层模型估算的精度要高

关键词

双层模型

,

单层模型

,

干旱

,

半植被覆盖

引

言

解决部分条件下土壤水分和蒸散的估算是旱情监测的一个重要议题。

蒸散和土壤水分在农业管理中是两个必须考虑的重要参量。

国际上如美国

、

英国及澳大利亚等国对裸土和、

它们影响播种时间及作物的生长发育因此,

全覆盖条件下的土壤水分多川,

作物蒸散方法的研究较,

等

。

蒸散和土壤水分是灌溉管理和产量预报模型中。

而对部分覆盖下的监测方法只是进行了一些,

的重要参量究十分重要速、

监测农田蒸散和土壤水分的研

初步研究

大部分只局限在实验田的工作。

还没有月中下,

。

推广到大面积遥感监测中监测带来一定的误差,,

这样势必对干旱的遥感,

用遥感技术监测土壤水分和作物蒸散由于其快

尤其是黄淮海平原,

宏观

、

方便等特点,

已被各国科学家所利用,

。

旬和

月初是小麦生长阶段

作物没有全覆盖因此,

而

它可以摆脱常规的土壤水分监测方法

减少定点测。

此时又是旱情较为严重的时期型已变得十分重要。

建立一套部,

量带来的地区性误差干旱指标,

并能迅速地为管理机构提供,

分植被覆盖条件下土壤水分和蒸散的监测方法与模该文在前人的研究基础上,

因此

,

该研究有很重要的意义,

以

热红外遥感由于它所具有的特性测土壤水分的主要方法。

即在植被条是遥感监,

作物和土壤表层的能量平衡为基础物蒸散的监测方法。

用简化的双层

件下和非植被条件下都对水分反应敏感土壤水分和农田蒸散监测方法分为没有植被覆盖的裸土水分监测方法比较成熟期。。

模型建立了一套部分植被覆盖条件下土壤水分和作

因

植被覆盖率不同种

可将

对这种条件下土壤。

原理与方法对于土壤水分和蒸散及干旱的研究都采用单层模型的方法。

,

一般采用热惯量模型,

完全植被覆盖条件下而此时,

一般是作物生长后

,

我们以前,

又可根据环岔,

提出的以能量平衡来监测。

单层热平衡模型是土壤方程是单层。

为基础的作物缺水指数

一植被一大气传输系统中最简单的模型是用热红外温度估算蒸散的单层模型、

部分植被覆盖条件下期或是条播作物多,。

一般是作物生长初

图

此时由于涉及到能量,

温度

、

蒸

模型示意图乙百二一

散等在土壤和植被中的分配问题

情况要复杂得一,

一兀兀万

若用热惯量和。

环了模型来计算都会造成很大

误差

而以中国农作物生长的现状来讲,,

有很大一,

式中

址为潜热通量,

二,

一

部分是没有全覆盖的条播作物作物的生长过程中

即使是整播

在农因此

为汽化潜热净辐射,

为蒸散量,

单位为一

,

凡为为空

部分覆盖又占很长时间。

,

为热通量

它们的单位为

,

。

国家自然科学基金重大项目资助

收稿日期

年

月

日

收到修改稿日期

年元月

日

该文建立了在部分植被条件下估算农田蒸散的双层模型, 利用此模型和数据对黄淮海平原春季旱情进行了评估, 并做出了干早及蒸散分布图。对双层模型和单层模型的估算结果进行了比较, 结果表明在部分植被条件下双层模型估算的精度要高。

第

期,

隋洪智等农田蒸散双层模型及其在干旱遥感监测中的应用

气密度

弓为空气定压比

,

兀为热红外辐射温度,

,

兀为参考高度处的空气温度

油空气动力阻抗各立今考高度

。

参考高度

竿‘毛人月

,

。

一

厂

。

植被

凡

土坡

且互图

一边界层

单层模型示意图

洲图中的边界层是把土壤和作物做为一个整体,

而假设的一个层面

这个层面与参考高度处的空气,

间进行热交换

,

也就是说

单层模型是研究了边界。

层和参考高度处的能量传输过程多年的研究结果表明层模型是方便干旱的方法、

,

对于全覆盖条件下

,

单由。

简单。

、

精度也比较高的估算蒸散和,

一

而对于部分植被覆盖条件下,

一

一七一一一止一叭’,

声

二

于自然条件的复杂化

它的估算精度就有所下降

例如

,

我们对,

气象卫星获取的,

年

月

图

双层模型示意图此

日黄淮海平原的资料进行分析

此时该地区的小一

于,

麦覆盖率已近以上。

单层模型估算的精度达到年月日部分植被条件下。

假如把土壤和植被做为均一的一个参

考物根据彭曼蒙蒂斯方程,

则

而对,。

显热和潜热表示为

的资料分析

它的精度约为,

由此我们发展,

了以下的双层模型

些些夕下味

部分植被覆盖时被蒸腾图,

蒸散的情况比较复杂,

一般

把蒸散分成二部分来计算

一是土壤蒸发。

,

二是植

斤

并考虑它们各不相同的量中,

图’。

显示了稳,

如果把能量在植被和土壤中的传输分开考虑

定条件下的双层热平衡模型示意图

—、

,

则根据阻抗公式和彭曼方法有

代为土壤与冠层间的显热交换,。

拭乙

户

一。、

。

为冠层中叶与空气的显热交换度处空气的显热交换

为冠层与参考高,

几

下

。

试为土壤表层与冠层间的中叶与空气的潜热交换。

潜热交换

,

乙叹为冠层

从。

兀一兀二‘

为冠层与参考高度处的空气间的潜热交换达土壤表层的净辐射图式、

凡为到,

,

凡为到达冠层的净辐射‘。,

户

中

,

冗

、

分别为土壤温度和水汽压

峨代式中汽压。

—双一 …… 此处隐藏：4685字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……