广东龙门地区草地下垫面地表辐射和能量平衡观测和分析
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基于遥感及气象数据的湿润指数获取及分析的解决方案1.引言湿润指数是表示气候湿润程度的指标,又称湿润度、湿润系数。
用地面水分的收入量与支出量的比值表示。
比值越大,表示气候越湿润;比值越小,则气候越干燥。
大陆性气候地区湿润指数小,海洋性气候地区湿润指数大。
湿润指数能够较客观地反映某一地区的水热平衡状况。
湿润指数广泛应用于气候干湿状况评价、生态环境变化等研究中,研究地表湿润状况变化特征及成因,对科学预测城市未来地表湿润特征也具有重要的意义。
本方案利用联合国粮农组织推荐的 Penman-Monteith 公式计算参考作物蒸散(ET0)和湿润指数(W),并根据《农业气候区划及方法》,将我国湿润系数进行分级,可分为七级,分别为干旱、半干旱、干半湿润、湿半湿润、湿润、潮湿以及过湿。
在对研究区的生态状况进行全面调查的基础上,制定了较为合理的技术路线(如图 1) ,为国家的农业建设提供依据。
图 1 湿润指数获取与分析技术路线2.数据准备及预处理预处理包括陆面参数的反演、研究区提取、坐标系统转换等。
具体预处理的陆面参数及处理方法如下:(1)地表温度,在陆面蒸散研究中是重要的参数,不仅对计算地面向上长波辐射通量很重要,而且也是决定地表感热通量和潜热通量的重要参数。
利用卫星遥感数据反演地表温度主要受到大气和地表比辐射率两方面影响。
目前,对地表温度反演最常用的方法是分裂窗算法,本方案中地表温度反演同样是采用该研究方法。
(2)植被覆盖,是植物群落总体或各个体的地上部份的垂直投影面积与样方面积之比的百分数,它反映植被的茂密程度和植物进行光合作用面积的大小,该数据分类是采用时间序列NDVI 为识别标识的方法对每年的土地覆盖进行分类的。
(3)比辐射率,是同一温度下地表发射的辐射量与黑体发射的辐射量的比值,是反映物体热辐射性质的一个重要参数,与物质的结构、成份、表面特性、温度以及电磁波发射方向、波长(频率)等因素有关,该方案采用引入植被覆盖度的方法计算陆面比辐射率。
收稿日期:2004207225;修订日期:2004208228基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(“973”项目)(G 2000077908)资助。
作者简介:王介民(1937-),男,研究员,博士生导师,主要从事大气科学与遥感应用研究。
关于地表反照率遥感反演的几个问题王介民1,高 峰1,2(11中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,甘肃兰州 730000;21中国科学院资源环境科学信息中心,甘肃兰州 730000))摘要:分析了地表反照率对陆面辐射能收支以及区域和全球气候的影响,强调了地表反照率是遥感反演陆面参数时的第一重要参数,地表反照率或多波段遥感中不同谱段的地表反射率的准确反演常常是准确估算其它陆面参数如植被和土地利用 土地覆盖等状况的先决条件。
在对当前关于反照率的概念及容易混淆的术语进行阐述和说明的基础上,简述了遥感反演地表反照率的步骤和主要难点的解决方法,进而对常用陆面过程模式计算地表反照率的过程作了分析,并将其结果与M OD IS 有关产品进行了比较,强调了遥感与陆面过程模式和气候模式的结合。
关 键 词:地表反照率;二向反射分布函数;地面能量收支;陆面过程模式;遥感中图分类号:T P 79 文献标识码:A 文章编号:100420323(2004)05202952061 引 言反照率似乎是一个教科书上早已讲述过的基本概念,然而在卫星遥感日新月异地发展和广泛应用的今天,却时时出现许多混淆和困惑。
地表反照率的遥感反演,经过多年的实验研究已经有了一些成熟的算法,但其精确估算依然存在诸多困难。
概念上,反照率(albedo )是对某表面而言的总的反射辐射通量与入射辐射通量之比。
一般应用中,指的是一个宽带,如太阳光谱段(~013-410Λm )。
对多波段遥感的某个谱段而言,称为谱反照率(sp ectral albedo )。
这都是指向整个半球的反射。
对某波段向一定方向的反射,则称为反射率(reflectance )。
第41卷 第3期 生 态 科 学 41(3): 24–322022年5月 Ecological Science May 2022收稿日期: 2021-08-12; 修订日期: 2021-11-25 基金项目: 国家自然科学基金项目(42071123)作者简介: 卢茵怡(1998—), 女, 广东江门人, 研究生, 主要研究方向为生态系统服务,E-mail:*****************通信作者: 龚建周(1970—), 女, 湖北恩施人, 博士, 广州大学教授, 主要从事城市生态环境与土地系统评估,E-mail:*****************卢茵怡, 李天翔, 龚建周. 广东省不同地貌形态类型区生境质量归因[J]. 生态科学, 2022, 41(3): 24–32.LU Yinyi, LI Tianxiang, GONG Jianzhou. Attribution of habitat quality in different geomorphological types in Guangdong Province[J]. Ecological Science, 2022, 41(3): 24–32.广东省不同地貌形态类型区生境质量归因卢茵怡1, 李天翔2, 龚建周1,*1. 广州大学地理科学与遥感学院, 广州 5100062. 广州茏腾园林景观设计有限公司, 广州 510520【摘要】城市用地扩张和人类活动生物生境破碎, 已成为生物多样性降低的主要原因; 全面认知区域生境质量是改善生境质量的基础, 更是保护和维护生物多样的前提。
论文基于广东省1980—2018年土地利用变化数据, 利用InVEST 模型对广东省生境质量进行评估, 从地形视角分析其地形梯度效应; 综合自然地理环境和社会经济几个方面, 共选择10个影响因子, 探测不同地形梯度下生境质量的主导因子。
结果表明: (1)林地和耕地是广东省最主要的土地利用类型。
蒸发计算方法综述摘要:蒸发是地球表面水量和能量平衡中的重要分量,对于区域气候、旱涝变化趋势,水资源形成及变化规律,水资源评价等方面的研究有着重要作用。
本文列举了常用的几种蒸发计算方法,对每种方法的优缺点进行了简要概括,并提出了未来蒸发计算方法的发展方向。
关键词:蒸发 计算方法1 关于蒸发的几个概念蒸发(Evaporation )是水循环和水平衡的基本要素之一。
水分从液态变为汽态的过程称为蒸发。
它涉及地球表层中能量循环和物质转化最为强烈的活动层——土壤-植物-大气系统(SPAC ),常受下垫面条件(如地形、土壤质地、土壤水分状况等)、植物生理特性(如植物种类、生长过程等)和气象因素(如太阳辐射、温度、湿度、风速等)等诸多因素的影响。
因此,蒸发蒸腾问题成为水文学、气象学、农学等多个学科领域的关注焦点。
发生在海洋、江河、湖库等水体表面的蒸发,称为水面蒸发,它仅受太阳辐射等气象因素的热能条件制约,故又可称为蒸发能力。
发生在土壤表面或岩体表面的蒸发,通常称为土壤蒸发。
发生在植物表面的蒸发,称为植物蒸腾或植物蒸散发。
发生在一个流域或区域内的水面蒸发、土壤蒸发和植物蒸腾的总和称为流域蒸散发或陆地蒸发。
陆地蒸发不仅取决于热能条件,还取决于可以供应蒸发的水分条件,即供水条件。
蒸发蒸腾(Evaportranspiration ,简称ET )包括土壤蒸发和植被蒸腾,在全球水文循环中起着重要的作用。
参考作物蒸发蒸腾量():为一种假想参考作物的蒸发蒸腾速率。
假想作物的高度为0.12m ,固定的叶面阻力为70s/m ,反射率为0.23,非常类似于表面开阔、高度一致、生长旺盛、完全覆盖地面且不缺水的绿色草地蒸发蒸腾量。
的计量单位以水深表示,单位为mm ;或用一定时段内的日平均值表示,单位为mm/d 。
0ET 0ET 2 直接测定法2.1 蒸发皿测定法1687年英国天文学家Halley 使用蒸发器测定蒸发量揭开了水面蒸发观测的序幕。
陆面模式CLSM 的设计及性能检验II 1模式检验陈海山 孙照渤南京信息工程大学大气科学系,南京 210044摘 要 利用BORE AS,HEIFE,ARME,GAME -TIPEX 等大量的陆面外场观测资料,针对不同类型的陆面过程,对所发展的陆面模式C LSM 的性能进行检验。
模拟结果与观测资料的对比分析表明:一方面,CLS M 能够对积雪变化、干旱P 半干旱地区的水热交换等特殊的陆面过程进行合理的描述;另一方面,CLSM 对热带雨林地区的植被-大气相互作用、高原地气交换过程同样具有很强的模拟能力。
C LSM 解决了陆面模式对上述特殊下垫面描述能力有限的实际问题,保证了对特殊下垫面进行合理描述的同时,又保证了对其他不同陆面状况的模拟能力。
CLSM 改善了陆面模式对全球范围内不同下垫面条件下的陆面过程及地-气交换过程的模拟能力。
关键词 综合陆面模式CLSM 模式检验文章编号 1006-9895(2005)02-0272-11中图分类号 P435文献标识码 ADesign of a Comprehensive Land Surface Model and Its ValidationPart II 1Model ValidationC HEN Ha-i Shan,and S UN Zhao -BoDe partmen t o f Atmosphe ric Sc ienc es ,Nan jin g Un ive rsity o f In forma tion Scien ce &Techn ology ,Nan jin g 210044Abstract By using observa tional data sets collected by BOREAS,HEI FE,ARME,GA ME -TIPEX representing different land cover conditions,c omprehensive land surface model (CLSM)is validated against the obse rvations to verify the capability to simulate diffe rent land processes.Results sugge st that the model not only si mula tes the special land surface processes including seasonal dynamics of snow cover variation,soil heat and wate r transfer in arid P sem-i arid regions,but also describes the interaction of ve ge tation -atmosphere in tropic al rainforest,together with the e xchanges between the land surface and atmosphere over the Tibe tan Plateau accura tely.It is concluded that CLSM can describe different physical processes accurately and e xhibit it .s comprehensive c apability to re present processes related to various land surfaces.Key words CLSM,validation收稿日期 2003-07-28收到,2003-10-29收到修定稿资助项目 国家自然科学基金资助项目40405018和40331010作者简介 陈海山,男,1973年出生,博士,副教授,目前从事短期气候预测、陆气相互作用和气候数值模拟研究。