農(nóng)田蒸散量的多尺度監(jiān)測與驗證研究.pdf

1、蒸散(Evapotranspiration,ET)包括土壤、水體的蒸發(fā)和植物的蒸騰,是地表能量平衡的重要組成部分,在土壤-植物-大氣連續(xù)體的能量、質(zhì)量、動量交換過程中起著重要作用,也是水循環(huán)中最重要的分量之一。通過對植物蒸騰過程的監(jiān)測研究,發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物的蒸騰量在地表植被的蒸散量中所占比重較高,在水循環(huán)和水平衡中起著至關重要的作用。加強對灌溉農(nóng)田作物蒸散的精確研究,準確地估算典型灌溉農(nóng)田區(qū)域蒸散量,在全球氣候變化研究、區(qū)域干旱監(jiān)測與農(nóng)田灌溉

2、決策、作物產(chǎn)量預報以及流域水資源管理等方面都有十分重要的意義。
　　目前,地表蒸散量的獲取方法主要分為以下三種:地面監(jiān)測、遙感估算、模型模擬。其中,遙感估算具有多時相、多波段、多角度的特點,獲取的遙感信息能夠綜合反映下墊面的幾何結構和水、熱狀況。使遙感估算、模型模擬在非均勻下墊面上區(qū)域蒸散量的監(jiān)測方面具有明顯的靈活性。但是,由于地面觀測點所代表的足跡與遙感影像像元在尺度上的差異,導致對遙感估算結果的驗證成為一個難題。
　　由

3、于大孔徑閃爍儀的監(jiān)測距離較長(250m-4500m),對地表蒸散量可以實現(xiàn)跨像元尺度監(jiān)測,在對遙感估算結果的驗證中被廣泛應用。本文以2010年和2011年中國科學院欒城農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)試驗站的兩種地面觀測系統(tǒng)的實際觀測數(shù)據(jù)為依據(jù),結合足跡模型對區(qū)域遙感模型估算的典型灌溉農(nóng)田蒸散值進行對比驗證,并對該應用結果進行了初步分析,在此基礎上剖析了驗證過程中存在的誤差來源。通過研究,得到以下結論:
　　1.大孔徑閃爍儀測得的2011年冬小麥與夏

4、玉米兩季作物生長季(2011.3-2011.10)的蒸散量約為595.8mm,渦度相關系統(tǒng)監(jiān)測的監(jiān)測值約為531.1mm,二者的相關系數(shù)R≈0.684,從而認可了大孔徑閃爍儀在地表水熱通量監(jiān)測中的可行性。
　　2.結合足跡模型對遙感估算數(shù)據(jù)進行尺度轉(zhuǎn)換,得到與該時期(2011.3-2011.10)大孔徑閃爍儀相同觀測尺度的地表蒸散量,通過對二者監(jiān)測結果的分析得出其相關系數(shù)R≈0.72。依據(jù)大孔徑閃爍儀的實測數(shù)據(jù)對遙感估算值進行校正