论文部分内容阅读
蒸散是地表与大气进行水分交换的重要过程,蒸散过程准确的模拟与计算对于干旱和水文干旱监测、水资源分布及利用、农业生产管理和全球气候变化评估等具有重要的科学价值和现实意义。本文通过引进、修正并验证一个简单的线性双层经验蒸散方程,开展中国区域地表蒸散的模拟,同时,在地表蒸散的基础上构建蒸散干旱指数(EDI),并针对实际干旱发生情况,开展了历史实证研究。主要结果如下:(1)修正后的模型为:ET=-3.928Rn(T+18/DTsR)0.14exp(0.401EVI2)主要的输入参数为地表净辐射量、加强型植被指数(Enhanced vegetation index,EVI)、地表温度及地表温度的日变化幅度,空间分辨率为0.250×0.25°。利用EVI替换原模型中的植被指数NDVI,避免了在植被高覆盖区域,NDVI易饱和现象的发生。(2)利用交叉验证对修正后的模型进行验证,将分布全球的21个地面通量站点随机分成两组。第一组站点作为建模站点,用第二组站点反演地表蒸散值,并与实际观测值进行比对时:决定系数(R2)为0.84,平均偏差为4.98W/m2及均方根误差为49.12W/m2。反之其结果分别为:决定系数(R2)为0.778,平均偏差为4.24W/m2及均方根误差为46.775W/m2。并随机选取分布全球的五个站点,利用地面观测的地表蒸散值与修正后模型模拟的结果进行对比验证,R2的范围为0.71~0.86,表明修正后的模型模拟的地表蒸散值与实际观测值具有较好的一致性。(3)利用修正后的模型对2002年至2004年4月至9月的EDI指数进行计算,并与帕默尔干旱指数进行对比,得到两者随时间变化的曲线图。可知,修正后的模型能如实的反映地表蒸散的分布情况及其变化趋势,能够在实际的监测工作中发挥其作用。(4)利用修正后的模型模拟得到了中国2006年至2007年4至9月的月平均蒸散分布图及春夏秋三季的季平均蒸散分布图,并在此基础上探讨了中国地表蒸散的分布情况:我国一年中,长期处于较小的地表蒸散值的地区为西北地区,东北地区在春季4至5月份容易出现较小的地表蒸散值。且整个中国地区的区域地表蒸散值的变化梯度较大,最高与最低地表蒸散值相差十余倍。(5)利用修正后的模型分别对中国华北地区及东北地区的一次干旱过程进行监测,将其计算得到的EDI指数与帕默尔干旱指数在时空分布变化上进行比较,相应的散点图中,决定系数范围分别为:0.72~0.92,0.66~0.77。说明在对干旱发生区域进行预测检验时,两者具有较好的一致性,也进一步说明修正型指数化蒸散模型计算得到的EDI指数对实际干旱的监测具有较高的准确性,在实际的农业干旱监测工作中能够发挥其作用,实现对干旱的有效监测。