论文部分内容阅读
本文主要基于长时间序列卫星遥感数据集以及同期地面气象要素估算我国旬地表蒸散,分析了中国地表蒸散的时空变化规律及其与气候的关系,建立了基于蒸散亏缺指数的干旱评价指标,研究了中国1982-2000年干旱发生发展的时空格局。
遥感数据提供了不同尺度的空间信息。利用遥感数据估算地表蒸散的方法主要有直接经验法、能量平衡法、间接法三种,本文采用的地表蒸散估算模型属于能量平衡法。通过与同类模型(SEBS)模拟结果以及地面观测结果的对比分析表明,它们具有较好的一致性。
空气温度是地表蒸散遥感估算模型最重要的参数之一。本文使用的卫星遥感数据集是十天晴空合成数据。为了解决地面观测空气温度与卫星过境时间的同步问题,本文建立了稀疏植被地区和高覆盖植被地区的空气温度遥感反演方法。在稀疏植被区,按照地形差异,根据不同季节的NOAA-AVHRR无云干扰的LST资料和相应时间段的地面气象站点1.5m处空气温度观测资料,分别建立了不同高程类型的LST与空气温度Ta的统计模型。在高植被覆盖区域,利用NDVI-LST特征空间几何关系来估算空气温度。验证结果表明,本文提出的一套空气温度遥感估算方法具有较高的精度。
近几十年来我国气候状况、地表土地覆盖和土地利用等发生明显变化,地表区域蒸散量也必然随之发生变化。本文基于估算的地表蒸散数据集,分析了20年中国地表蒸散的时空分布及其年际和季节性变化。结果表明:(1)中国年实际蒸散状况空间差异特征明显,西藏、东北、华北年蒸散比较高;(2)中国月蒸散季节性变化规律差异明显,其中华北、黄淮、江淮月蒸散季节性变化曲线呈明显的双峰结构,江汉、西南呈一弱一强的双峰结构;江南、华南月蒸散具很强的季节性变化特征,其变化曲线呈明显单峰结构;(3)1982-2000年,中国大部地区年蒸散的年际波动性较强,基本呈下降趋势,其中有33%的陆地区域地表年蒸散呈显著减少趋势。(4)20年来中国不同地区年蒸散和月蒸散的变化趋势在时空分布上存在明显的差异性:区域不同、植被覆盖类型不同,地表蒸散的变化规律也不同:(5)不同地区、不同植被类型、不同季节的蒸散年际变化与气候因子(温度、降水)相关强度不一样。
本文利用估算的1982-2000年的旬地表蒸散数据集,设计了蒸散亏缺指数(ETDI)作为农业干旱的评价指标。通过与地面观测的土壤相对湿度、干旱灾害、降水亏缺指数的对比分析,我们发现:蒸散亏缺指数与土壤相对湿度、帕尔默干旱指数、降水亏缺指数、干旱灾情监测数据等具有较高的相关性。因此本文设计的蒸散亏缺指数能够用来监测农业干旱的发生、发展状况。
本文利用计算的1982-2000年的旬地表蒸散亏缺指数作为干旱评价指标,研究和分析了20年来中国干旱状况的空间格局和强度在时间和空间上的变化规律。结果发现:(1)20年来,中国发生干旱频次比较高且分布密集的区域主要有四个:西北干旱区、黄淮海干旱区、华南干旱区、西南干旱区。(2)全国干旱的时空分布区域差异性和季节性差异性非常明显:春季和冬季,全国大部地区发生干旱的频次相对较少,夏季和秋季干旱发生次数明显偏多。(3)20年来全国平均单位面积年发生干旱次数呈上升趋势,但1995-2000年,则呈明显下降趋势。(4)20年来,不同季节发生干旱频次的变化过程也不同,春季发生干旱的次数呈明显增加趋势;夏季发生干旱的次数看不出明显的增减趋势;秋季发生干旱的次数呈微弱的上升趋势,但1996-2000年呈明显的下降趋势;冬季干旱发生次数也看不出明显的增减趋势。