张静
, 任志远
Zhang Jing, Ren Zhiyuan
中图分类号: P426.2
文献标识码: A
文章编号: 1000-0690（2017）02-0274-09
通讯作者:
收稿日期: 2016-03-7
修回日期: 2016-09-26
网络出版日期: 2017-02-25
版权声明: 2017 《地理科学》编辑部 本文是开放获取期刊文献，在以下情况下可以自由使用：学术研究、学术交流、科研教学等，但不允许用于商业目的.
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作者简介:
作者简介：张静(1981-),女,副教授,博士研究生,主要从事资源环境评价与GIS研究。E-mail：zj2003y@126.com
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摘要
基于MOD16遥感产品,在数据精度验证的基础上,运用GIS统计法、线性趋势法等研究了2000~2014年汉江流域蒸散发的年际和年内变化规律及不同土地覆被类型下的蒸散发特征。结果表明：① 2000~2014年,潜在蒸散发(PET)多年平均值为1 476 mm,呈东南向西北递减态势;实际蒸散发(ET)多年平均值约654 mm,ET呈东低西高,南高北低态势。不同土地覆被类型下年均PET和ET大小顺序相反。② PET年际变化率为13.63 mm/a,呈弱增加趋势;ET年际变化率为-2.3 mm/a,呈弱减少趋势,表明汉江流域水资源呈减少趋势。PET空间上呈东增西减趋势,ET呈东减西增趋势,东北部具有干旱化倾向。③ 年内PET和ET呈单峰型。PET在6月最大,ET在7月最大,二者均在12月最小。二者在4~6月差距最大,形成春旱。不同土地覆被类型下PET和ET呈单峰型,植被生长季节ET差距大,林地增长速度最快。④ PET和ET具有较强的季节性。ET季节性空间差异非常显著,在于林地的植被蒸腾作用对全年ET贡献较大。流域西部山地ET季际增加趋势明显而东部呈减少趋势,整体上冬季年际变化最明显,春季最弱。
关键词：
Abstract
Based on MOD16 products from remote sensing and its precision verification, this article analyzed the spatiotemporal characteristics of interannual and annual evapotranspiration and variation characteristics of evapotranspiration under different land cover types from 2000 to 2014, using statistical analysis of GIS, linear trend method and variation coefficient method et al. The results showed as follows: 1) In 2000-2014, the 15-year averaged PET was 1 476 mm and the spatial distribution of PET was decreasing trend from southeast to northwest while the 15-year averaged ET was 654 mm and the spatial distribution of ET in the west and south was higher than in the east and north. The averaged PET and ET are in the opposite order under different land cover types. 2) The interannual variability of PET was 13.63 mm/a and showed a weak increasing trend while ET was -2.3 mm/a and showed a weak decreasing trend. The gap of PET and ET showed an increasing trend, which indicated that water resources in the Hanjiang River Basin was decreasing. Spatial variation trend of PET was “the increasing in the East and the decreasing in the West” while ET was “the decreasing in the East and the increasing in the West”. There was the tendency of drought in the northeast. 3) Interannual PET and ET was a single peak. PET was the largest in June and ET was the largest in July. Both of them were the smallest in December. The maximum gap between PET and ET was the spring drought from April to June. Monthly averages of PET and ET showed a single peak type under different land cover types. The difference of monthly ET for different land cover types was obvious in the vegetation growing season when monthly ET in forestland was the fastest growth rate. 4) Seasonal averages of PET and ET had obvious differences among the four seasons. Spatial distribution of seasonal ET was very significant which greatly attributed to the transpiration of forestland because it was greatest contribution to the annual ET. In 2000-2014, spatial change of seasonal ET was significantly increasing in mountainous western region of the Hanjiang River Basin, while decreasing in eastern region. On the whole, the annual change of seasonal ET was the most obvious in winter, and the weakest in spring.
Keywords：
蒸散发（Evapotranspiration,简称ET）,包括土壤蒸发和植被蒸腾,是联系大气圈、水圈和生物圈的重要纽带,Rosenberg等指出陆地表面降水量的70%会以蒸发或蒸散作用的形式返回到大气中,干旱地区该比例达到90%,可见蒸散发是陆地水平衡和水文循环的重要组成部分[1~3]。不仅频繁的洪涝灾害、气候变化和调水工程的实施使流域内水量平衡关系发生变化;而且下垫面物理性质的差异性使大气-地表相互作用间的能量转换发生变化,会导致不同地表覆盖下能量的再分配,从而引起地表热通量和蒸散量的空间差异[4,5]。因此,充分认识不同地表覆盖下的蒸散量及其时空变化特征,不仅可以加深对流域陆面过程的认识,而且对流域水量平衡、水资源管理与评价、洪涝特征分析具有重要的现实意义。
衡量区域蒸散发情况的指标有：地表实际蒸散发（Actual evapotranspiration,简称ET）,反映直接参与陆地水文循环的量[6]。潜在蒸散发(Potential evapotranspiration,简称PET),反映水分充足情况下的蒸散估计值[7],对农业灌溉管理和水资源优化配置研究提供基础参考[8]。DET(Difference of evapotranspiration)为潜在蒸散发与实际蒸散发的差值。在蒸发的研究中,ET与PET之间的关系对于分析气候与水文相互作用关系具有非常重要的作用[9]。已有学者分析汉江流域1961~2011年多年平均实际蒸散发呈下降趋势,主导因素是风速和日照时数[6]。还有学者证实了汉江流域的潜在蒸散发中Hargreaves公式与Penman-Monteith公式(简称P-M公式) 相关性最好[10]。2011年基于P-M 公式结合MODIS 数据,美国NASA 研究团队发布了全球陆地蒸散数据( MOD16)[11]。该数据通过了全球通量塔站台的检验,数据集特征参数提供完整、时间分辨率较高且免费获取,因而在区域地表蒸散发时空分布特征监测研究方面具有一定优势[4]。本文以MOD16数据为基础,结合汉江流域土地覆被数据,分析流域ET和PET的时空变化规律,探寻不同土地覆被类型下2种蒸散发的时空特征,旨在揭示汉江流域2种蒸散发的时空变化特征,为流域气候变化对水循环的影响以及水资源的合理配置提供科学依据。
汉江全长1 570 km,流域面积15.9×104 km2,北依秦岭、外方山和伏牛山,南靠大巴山、荆山,西以褶皱隆起中低山为主,东以平原丘陵为主。属亚热带季风区,气候温和湿润,年降水量873 mm,水量较丰沛;但年内分配不均,5~10月径流量占全年75%左右,年际变化较大,是长江各大支流中变化最大的河流。流域水能资源丰富,水能理论蕴藏量1 093×104kW,可开发容量614×104kW。汉江上游为南水北调中线工程水源地,以林地为主,中下游以种植业用地为主（图1）。
图1 汉江流域主要气象站点及土地覆被类型(2007年)
Fig.1 Meteorological stations and land cover types of the Hanjiang River Basin in 2007
蒸发皿实测蒸散发数据主要来自中国气象数据共享网。蒸散发数据(MOD16)来自美国蒙大拿大大学MODIS数据官网,包括2000~2014年共15 a的数据,文中主要应用了月和年尺度的ET和PET数据。土地覆被数据主要是2007年的MOD12Q1产品,2种数据产品均通过MRT工具拼接转换为Albers等积投影,空间分辨率为1 km。MOD16-ET产品的算法是Mu等[11]在P-M公式基础上改进的,算法将地表分为裸土和冠层2种组分,且将冠层分为湿润和干燥2种类型,分别根据不同下垫面的生物物理过程计算各自的空气动力学阻抗和冠层阻抗,估算该系列产品[12]。
1) 平均值法：
2) 标准差法：
3) 变异系数法：
CV=(STDij /
4) 线性趋势法：
式中,STDij是第i年ET的标准差。
目前遥感数据反演蒸散发的精度验证有多种方法,流域水量平衡法较真实地反映地表蒸散量,但数据序列偏短[13]。运用气象站点实测值,分别从时间和空间上验证,往往空间验证精度不高[14],基于“面”尺度的验证,往往对气象站点数据质量要求较高[15]。本文基于“点”尺度,依据气象站点蒸发皿实测数据与估算数据PET的相关性检验MOD16蒸散数据的精度。由于各气象站点收集的蒸散发数据有大、小口径蒸发皿2种,长时间序列,数据口径一致性难满足。为了保证气象站点实测数据的精度,利用2000~2014年筛选了空间上均匀分布的6个站点日实测数据,剔除了不连续不同一口径值及异常值,通过处理及折算系数得到各站点逐年月蒸发量。然后获取6个站点缓冲半径3 km范围内MOD16数据的逐年月均值,做各个站点实测蒸发量与估算PET逐年月均值的相关性,既检验了数据在时间尺度上的相关性,又验证了数据空间上的一致性,见图2。采用Pearson相关系数法,在0.01水平上各站点蒸发皿实测蒸发量与PET呈双侧显著相关,相关系数均在0.87以上,表明MOD16PET产品与气象站点实测蒸发量在时间和空间分布上保持较高的一致性,MOD16数据在流域内的精度满足需要,可用于地表蒸散发时空分布的研究。
图2 MOD16 PET与气象站点实测值逐年每月的相关性
Fig.2 Relativity between monthly PET of MOD16 and evaporation of meteorological station
汉江流域2000~2014年多年平均PET和ET值的空间分布情况见图3。汉江流域多年平均PET空间取值范围约为1 139~1 911 mm间,呈东南向西北递减态势,这一变化与降水量的空间变化近似[16]（图3a）。汉江流域多年平均ET空间取值范围为353~1 184 mm间,呈现南高北低,周高中低态势,东北部蒸发不旺,见图3b。PET和ET空间分布规律呈现显著差异性,可能在于影响二者的主导因素存在差异性。
图3 汉江流域PET(a)和ET(b)多年平均值空间分布特征
Fig.3 Spatial distribution of multi-year average PET(a) and ET(b) in the Hanjiang River Basin
不同土地覆被类型下的PET和ET存在明显差异。不同土地覆被类型下多年平均PET由大到小的顺序为裸地(1 626 mm/a)>城区(1 570 mm/a)>谷类作物(1 554 mm/a)>阔叶作物(1 520 mm/a)>灌木(1 515 mm/a)>草地(1 507 mm/a)>林地(1 430 mm/a)。而多年平均ET由大到小依次为：林地(705 mm/a)>灌木(636 mm/a)>草地(613 mm/a)>阔叶作物(592 mm/a)>谷类作物(575 mm/a)>城区(539 mm/a)>裸地(532 mm/a)。通过PET和ET对比,有植被覆盖的ET值要高些,无植被覆盖的PET值要高些,说明植被的蒸腾作用对区域蒸散发影响明显。裸地只能蒸发土壤浅层水分,城区不透水面积大,使ET较小。林灌木根系可以吸收到土壤深层的水分,阔叶作物叶面积比谷类作物叶面积大,所以林灌木ET较高,阔叶作物比谷类作物的ET高。2000~2014年间不同土地覆被类型下ET数据的离散度CV由大到小为：裸地(10.8%)>城区(9.7%)>谷类作物(7.5%)>阔叶作物(7.1%)>灌木(5.1%)>草地(4.6%)>林地(3.5%)。说明当外在条件发生变化时,不同土地覆被类型的ET变化程度不同,裸地和城区数据离散程度大且误差范围也大,而林地、灌木和草地数据离散程度小且标准误差小,主要在于有植被覆盖和无植被覆盖的ET作用机理存在差异性,林地和灌木的植物蒸腾作用明显,草地、谷类作物和阔叶作物的土壤水分对地表蒸散发贡献明显[17]。不同土地覆被类型PET数据的离散度CV由大到小为：裸地(6.4%)>城区(6.1%)>谷类作物(5.98%)>草地(5.97%)>灌木(5.88%)>阔叶作物(5.85%)>林地(5.1%)。证实外在条件发生变化时,不同土地覆被类型下PET也发生变化,但数据离散程度小,谷类作物、草地、灌木和阔叶作物近似。DET由大到小依次为：裸地(1 094mm/a)>城区(1 031 mm/a)>谷类作物(980 mm/a)>阔叶作物(928 mm/a)>草地(894 mm/a)>灌木(879 mm/a)>林地(725 mm/a)。表明林地和灌木对流域水源涵养具有重要意义,草地、阔叶作物和谷类作物对植物截留,提高土壤水分具有现实意义。
汉江流域PET多年平均值为1 476 mm,最大值在2013年约1 615 mm,最小值在2003年约1 286 mm。ET多年平均值约654 mm,最大值在2003年约696 mm,最小值在2011年约595 mm。二者DET多年平均相差822 mm,最大差值在2013年为974 mm;最小差值在2003年为589 mm,见图4。流域2000年以来,PET呈弱增加趋势,ET呈弱减少趋势,PET比ET的年际变化明显, DET呈弱增加趋势,表明汉江流域干旱化倾向渐明显。
2000~2014年期间,PET空间年变化率介于-76.98~86.88 mm/a,年变化率为13.63 mm/a,见图5a。年变化率高值区处于汉江流域丘陵地区,90.92%的面积呈显著性变化。其中,年变化率大于10 mm/a的面积占79.07%。ET空间年变化率介于-30.88~24.27 mm/a,年变化率为-2.3 mm/a,见图5b。年变化率高值区主要分布在汉江流域上游中低山区,32.5%的面积呈显著性变化,其中显著减少的面积占24.9%,年变化率大于10 mm/a的面积仅占1.06%,年变化率显著减少速度大于10 mm/a的占6.54%。变化趋势空间上PET呈东北部增加、西部减少趋势;ET呈东部减少、西部增加趋势。表明流域内西部地区水分增加,东部具有干旱化倾向,尤其是东北部干旱化倾向较为严重。主要汉江流域西部以山地为主,林地面积广,水源涵养功能明显;流域东北部位于中游农业生产发达,以谷类作物为主。
图5 2000-2014年汉江流域PET(a)和ET(b)变化趋势及显著性检验
Fig.5 Change trends and their significations of PET(a) and ET(b) in the Hanjiang River Basin in 2000-2014
汉江流域蒸散发年内月变化呈单峰型,具有周期性变化规律,见图6。一年当中ET最大值在7月约110 mm,最小值在12月约22 mm,从3月ET开始逐月上升,7月开始下降,11月~次年2月间变化不明显,ET约25 mm,与年内地表温度变化规律同步;PET最大值在6月约184 mm,最小值在12月约59 mm,从2月PET开始上升,6月开始下降,与年内太阳辐射变化规律同步,已有成果证实PET 变化最主要的因素是太阳辐射[14]。11月至次年2月PET约66 mm。3月以后,随着PET和ET的增长,DET随之逐月扩大,二者年内最大差值在5月为105 mm,最小差值在1月约36 mm,差值集中在4~6月,为汉江流域春旱时期。在9~11月间形成2次干旱,即秋旱,主要在于流域内秋季作物为谷类作物,ET较小,12月到次年2月,PET和ET均最小。
不同土地覆被类型下的ET和PET的年内月变化也呈现单峰型。不同土地覆被类型年内最大PET均在6月份,呈单峰型,见图7。裸地各月PET均高,林地各月均低,在5~6月和9~11月不同土地覆被类型下的PET差异明显,主要在于该时期分别是植被的生长期和成熟期。不同土地覆被类型下月最大ET在7月。4月以后不同土地覆被类型下的ET开始快速增加,9月开始急剧下降。其中林地上升速度最快,其余依次是灌木、草地、阔叶作物。4~7月由于不同土地覆被类型在生长期的植物蒸腾作用差异大,ET差异也显著;9月~次年3月不同土地覆被类型下ET差异不显著,见图8。主要在于汉江流域属于亚热带季风性气候,夏雨型为主,且一年两熟制。其中落叶阔叶林占总面积的51.5%,谷类作物占总面积的28.1%,常绿针叶林占总面积的4.3%,阔叶作物占总面积的6.4%,4~7月为各类植被生长季节,雨水充足,植物繁茂,ET增加且差异显著。9月以后,农作物早已收获,树木凋零,降水稀少,ET接近且减少。
图6 汉江流域ET和PET的月变化
Fig.6 Monthly variation of ET and PET in Hanjiang River Basin
图7 汉江流域不同土地覆被类型下PET年内各月变化
Fig.7 Monthly variation of PET for different land cover type
图8 汉江流域不同土地覆被类型下ET年内各月变化
Fig.8 Monthly variation of ET for different land cover type
依据植被生长特点,划分春季（3~5月）、夏季（6~8月）、秋季（9~11月）和冬季（12~次年2月）四季,PET各季均值依次约为443 mm、528 mm、317 mm和188 mm,ET各季均值依次约为152 mm、 296 mm、132 mm和75 mm,二者差值DET的各季均值依次为291 mm、232 mm、184 mm和106 mm。从季相来看,PET和ET季相变化由大到小依次均是夏季>春季>秋季>冬季。一年中各季节PET占多年平均潜在蒸散发的比例依次为30.0%、35.8%、21.5%和12.7%,各季节平均ET依次分别占年内蒸散量的23.2%、45.2%、20.2%和11.4%。DET由大到小依次是春季>夏季>秋季>冬季,证明了汉江流域四季分明,具有春旱的特点。主要是夏季降水量大,气温高,植物蒸腾作用和土壤蒸发作用均较强;秋季气温下降,植被凋零,植物蒸腾作用和土壤蒸发作用均下降,直到冬季,气温最低,降水量最少且植物蒸腾作用最弱,春季气温低,土壤蒸发也不强,但逢植物生长时节,植物蒸腾作用强。因此,汉江流域蒸散发最大值在夏季,最小值在冬季,春季降水不足而形成春旱。
ET真实地反映了土壤-植被-大气系统中物质与能量转换和输送过程,影响着流域内地表面降水的重新分配,因此文中深入分析了ET在不同土地覆被类型下的数据离散情况,见图9。流域内春季数据离散度大,其次是夏季、秋季和冬季。除了林地,其他几种土地覆被类型均是春季数据离散度大,且各季节数据离散度差异明显。林地在夏季数据离散度高,秋、冬季节数据离散度相近。说明流域内ET空间差异性在春夏季节非常显著。根据流域内土地覆被空间特征,中上游林地集中分布区ET较高,西部ET高于东部,周边高于中部。下游农用地面积广且降水量年际变化大[16],ET变异系数高,未来势必加强水源涵养工程,防止水旱灾害。
图9 不同土地覆被类型下各季节ET变异系数
Fig.9 Variation coefficient of seasonal ET for different land type
2000~2014年间夏、秋、冬三季流域西部ET逐年增加,东部ET逐年减少,见图10。夏、秋和冬三季ET变化趋势的空间分布与ET年际变化趋势具有一致性。春季年变化率为-0.039 mm/a,占总面积的3.5%,显著性减少,5.2%的面积显著性增加,主要集中在中下游东北部,以谷类作物为主。夏季年变化率为-0.192 mm/a,变化范围比其他季节大,占总面积的12.7%,显著性减少,14.8%的面积显著性增加,上游明显增加,中下游东北部明显减少。秋季年变化率为-0.553 mm/a,8.8%的区域显著性减少,4.3%的区域显著性增加。冬季年变化率为-1.677 mm/a,87.2%的区域呈显著性减少,仅0.007%呈显著性增加。夏季、秋季和冬季显著性减少区域主要集中在中下游东北部。整体上西部山地区ET季际增加趋势明显而东部呈减少趋势,主要在于气温显著升高后[18],西部林地的植被蒸腾作用明显增强。整体上冬季变化强度最大,主要在于暖冬的出现和降水量最少的季节。
图10 2000~2014年汉江流域季ET变化趋势
Fig.10 Change trend of seasonal ET in the Hanjiang River Basin in 2000-2014
汉江流域为南水北调中线工程水源地,加强流域地表蒸散发监测,对流域水量平衡、大气调节、调水工程、水资源利用、监测旱涝灾害具有重要意义。通过以上研究,PET比ET变化趋势平缓,主要在于二者计算的陆面水分环境参数不同[14]。ET更真实地反映了土壤-植被-大气参与水循环和大气调节的过程,近年来ET呈下降趋势,对流域调水工程、流域内农作物需水量及局部气候变化产生重要影响。流域DET呈弱增加趋势,表明流域ET具有可提升空间。不同土地利用下林地ET最大,表明林地对流域水源涵养具有重要意义,加强用地优化与合理配置,对水量年内分配不均和空间分布不合理起着重要作用,防止干旱化的加剧。MODIS数据精度高,监测范围广,在研究过程中具有一定的优势,但对比气象资料,其时间尺度短,有待进一步验证数据的可靠性和相关结论。此外还需进一步研究流域内气象因子与ET之间的关系,探讨影响流域ET的主导因子,以便加强水资源的利用与管理,改善流域气候环境。
1） 汉江流域多年平均PET为1 476 mm,呈东南向西北递减态势。多年平均ET为654 mm,呈东低西高,南高北低态势,表明流域西部水分充足,东部蒸发不旺。不同土地覆被类型下蒸散发存在差异性。PET由大到小依次为裸地、城区、谷类作物、阔叶作物、灌木、草地、林地。ET由大到小依次为：林地、灌木、草地、阔叶作物、谷类作物、城区和裸地,表明林地、灌木和草地对流域水源涵养具有重要意义,阔叶作物和谷类作物对植物截留,提高土壤水分具有现实意义。
2） 2000~2014年间PET呈弱增加趋势,年变化率为13.63 mm/a,ET呈弱减少趋势,年变化率为-2.3 mm/a,汉江流域出现干旱少水现象。空间变化趋势上,PET年变化率介于-76.98~86.88 mm/a,呈东增西减趋势,年变化率高值区处于汉江流域丘陵地区;ET年变化率介于-30.88~24.27 mm/a,呈东减西增趋势,年变化率高值区主要分布在汉江流域上游中低山区,表明流域内西部地区水分增加,东部具有干旱化倾向,尤其是东北部干旱化倾向较为严重。
3） 流域PET和ET均呈单峰型。ET最大值在7月,最小值在12月,与年内地表温度变化规律同步;PET最大值在6月,最小值在12月,与年内太阳辐射变化规律同步。DET最大差值在5月为105 mm,最小差值在1月约36 mm,4~6月间DET较大,为流域春旱时期。不同土地覆被类型下PET和ET呈单峰型,最大PET均在6月,最大ET均在7月。根据植被生长的季节性,不同土地覆被类型下ET差距大,林地增长速度最快,而不同土地覆被下PET近似。
4） 流域PET和ET具有很强的季节性,呈春旱的特点。PET和ET各季均值由大到小依次均是夏季>春季>秋季>冬季,二者差值由大到小依次是春季>夏季>秋季>冬季。不同土地覆被类型下各季平均ET的空间离散度,由大到小依次为春季、夏季、秋季和冬季。林地在夏季数据离散度高,其他几种土地覆被类型均是春季数据离散度高,说明流域内ET空间差异性非常显著,主要在春、夏季节,林地的植被蒸腾作用对全年地表蒸散发贡献较大。2000~2014年间流域西部山地区ET季际增加趋势明显而东部呈减少,四季中冬季变化强度最大。
The authors have declared that no competing interests exist.
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On the assessment of surface heat flux and evaporation using large-scale parameters [J]. |
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Microclimate the biological environment of plants [M].
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遥感蒸散发模型研究进展 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1007-4619.2008.03.019 URL [本文引用: 1] 摘要
蒸散发是水圈、大气圈和生物圈水分和能量交换的主要过程,也是水循环中最重要的分量之一.遥感技术的应用使得区域尺度的蒸散发估算成为可能,由此涌现出许多旨在精确反演不同时空尺度蒸散发及地表通量的模型,以更好地服务于相关领域的研究和应用.根据模型建构思想和方法的不同,从基于能量平衡的单层和多层模型、基于能量平衡的彭曼类模型以及遥感经验模型3个方面入手,系统回顾国内外遥感蒸散发模型的算法,详细评述了目前应用较为广泛的SEBAL, SEBS, TSEB模型的原理和优劣,分析了蒸散发反演存在的时间拓展及不确定性、时空分辨率及尺度效应、模型选择及适用性判别、平流影响和精度检验5个问题.指出今后应加强陆面过程和地-气系统作用机制、模型输入参数精度、精度检验和尺度效应及误差传递规律等方面的研究.
Progress in models for evapotranspiration estimation using remotely sensed data. https://doi.org/10.3321/j.issn:1007-4619.2008.03.019 URL [本文引用: 1] 摘要
蒸散发是水圈、大气圈和生物圈水分和能量交换的主要过程,也是水循环中最重要的分量之一.遥感技术的应用使得区域尺度的蒸散发估算成为可能,由此涌现出许多旨在精确反演不同时空尺度蒸散发及地表通量的模型,以更好地服务于相关领域的研究和应用.根据模型建构思想和方法的不同,从基于能量平衡的单层和多层模型、基于能量平衡的彭曼类模型以及遥感经验模型3个方面入手,系统回顾国内外遥感蒸散发模型的算法,详细评述了目前应用较为广泛的SEBAL, SEBS, TSEB模型的原理和优劣,分析了蒸散发反演存在的时间拓展及不确定性、时空分辨率及尺度效应、模型选择及适用性判别、平流影响和精度检验5个问题.指出今后应加强陆面过程和地-气系统作用机制、模型输入参数精度、精度检验和尺度效应及误差传递规律等方面的研究.
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基于MOD16产品的鄱阳湖流域地表蒸散量时空分布特征 [J].https://doi.org/10.11821/yj2013040004 URL [本文引用: 2] 摘要
基于MOD16遥感数据集,统计分析了鄱阳湖流域2000-2010年地表蒸散量的年际和年内时空变化状况,探讨了不同地表类型下蒸散量的差异性变化特征。研究表明①MOD16产品的精度能够满足鄱阳湖流域地表蒸散量时空变化分析的要求;②流域内平均蒸散量的年际波动较大,以2003年、2007年尤为突出,分别超出多年平均值49.28mm和46.71mm。ET空间格局呈现四周高、中间低的分布规律,尤其在高植被覆盖区蒸散量较大;③年内蒸散量呈单峰型分布,季节性变化特征明显,地表蒸散主要集中在5-9月份,最高值出现在7月;④土地利用特点基本影响着流域蒸散量的分布状况。蒸散强度大小按地表类型排序依次为林地>草地>农田>裸地>城镇。研究结果对鄱阳湖流域旱涝灾害成因分析、生态需水量研究等均具有一定的理论和实践参考意义。
. Spatio-temporal Variations of Evapotranspiration in Poyang Lake Basin using Mod16 products. https://doi.org/10.11821/yj2013040004 URL [本文引用: 2] 摘要
基于MOD16遥感数据集,统计分析了鄱阳湖流域2000-2010年地表蒸散量的年际和年内时空变化状况,探讨了不同地表类型下蒸散量的差异性变化特征。研究表明①MOD16产品的精度能够满足鄱阳湖流域地表蒸散量时空变化分析的要求;②流域内平均蒸散量的年际波动较大,以2003年、2007年尤为突出,分别超出多年平均值49.28mm和46.71mm。ET空间格局呈现四周高、中间低的分布规律,尤其在高植被覆盖区蒸散量较大;③年内蒸散量呈单峰型分布,季节性变化特征明显,地表蒸散主要集中在5-9月份,最高值出现在7月;④土地利用特点基本影响着流域蒸散量的分布状况。蒸散强度大小按地表类型排序依次为林地>草地>农田>裸地>城镇。研究结果对鄱阳湖流域旱涝灾害成因分析、生态需水量研究等均具有一定的理论和实践参考意义。
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遥感数据支持下不同地表覆盖的区域蒸散 [J].
将地表能量平衡系统(SEBS)扩展成遥感日蒸散估算模型,利用MODIS遥感数据估算了黄淮海地区的区域蒸散,并在地理信息系统的支持下分析了不同地表覆盖下的区域蒸散统计分布特征.在缺乏各地表覆盖类型相应蒸散量实测值进行对比的情况下,以2001年4月17日估算的日蒸散量为例,通过各地表覆盖类型日蒸散量间的相互对比分析表明,SEBS估算的区域日蒸散量具有一定的合理性.分析结果表明:在黄淮海地区,荒地具有最低的蒸散量;森林、灌木、草地等地表覆盖类型具有中等的蒸散量;而水体、湿地以及耕地具有较高的蒸散量.可能由于包含绿地和水面,城镇用地的蒸散量也较高.土壤含水量的空间差异性导致森林、灌木、草地和耕地等地表
Regional evapotranspiration of different land covers based on remote sensing.
将地表能量平衡系统(SEBS)扩展成遥感日蒸散估算模型,利用MODIS遥感数据估算了黄淮海地区的区域蒸散,并在地理信息系统的支持下分析了不同地表覆盖下的区域蒸散统计分布特征.在缺乏各地表覆盖类型相应蒸散量实测值进行对比的情况下,以2001年4月17日估算的日蒸散量为例,通过各地表覆盖类型日蒸散量间的相互对比分析表明,SEBS估算的区域日蒸散量具有一定的合理性.分析结果表明:在黄淮海地区,荒地具有最低的蒸散量;森林、灌木、草地等地表覆盖类型具有中等的蒸散量;而水体、湿地以及耕地具有较高的蒸散量.可能由于包含绿地和水面,城镇用地的蒸散量也较高.土壤含水量的空间差异性导致森林、灌木、草地和耕地等地表
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汉江流域实际蒸散发的时空演变规律及成因分析 [J].https://doi.org/10.3876/j.issn.1000-1980.2013.04.004 URL [本文引用: 2] 摘要
根据汉江流域14个气象站点1961—2011年的逐日气象资料,分别利用参数率定后的AA模型和GG模型计算汉江流域的实际蒸散发。在此基础上,采用Mann-Kendall检验法、Sen’s坡度检测法和Pettitt突变检测法对过去51 a汉江流域实际蒸散发的时空演变规律及主要气象因子的变化趋势进行分析,并探讨实际蒸散发变化的成因。结果表明,参数率定后的AA模型和GG模型对汉江流域实际蒸散发的模拟结果基本一致;汉江流域1961—2011年平均实际蒸散发总体上呈现自东南向西北逐次减少的空间分布特征;整个流域的多年平均实际蒸散发呈现显著下降趋势,并于1979年发生显著性突变;显著下降的风速和日照时数是导致汉江流域年实际蒸散发显著下降的主要原因。
Spatial and temporal variations of actual evapotranspiration and their causes in hanjiang river basin. https://doi.org/10.3876/j.issn.1000-1980.2013.04.004 URL [本文引用: 2] 摘要
根据汉江流域14个气象站点1961—2011年的逐日气象资料,分别利用参数率定后的AA模型和GG模型计算汉江流域的实际蒸散发。在此基础上,采用Mann-Kendall检验法、Sen’s坡度检测法和Pettitt突变检测法对过去51 a汉江流域实际蒸散发的时空演变规律及主要气象因子的变化趋势进行分析,并探讨实际蒸散发变化的成因。结果表明,参数率定后的AA模型和GG模型对汉江流域实际蒸散发的模拟结果基本一致;汉江流域1961—2011年平均实际蒸散发总体上呈现自东南向西北逐次减少的空间分布特征;整个流域的多年平均实际蒸散发呈现显著下降趋势,并于1979年发生显著性突变;显著下降的风速和日照时数是导致汉江流域年实际蒸散发显著下降的主要原因。
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参考作物蒸发蒸腾量计算方法的应用比较 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-3317.2004.06.002 URL [本文引用: 1] 摘要
应用国家"863"节水农业重大专项子课题示范现场的气象资料,对4种分属于不同类型的参考作物蒸发蒸腾量ET0计算公式进行了日ET0值的验证计算.结果显示,在时间序列上,随气象因素变化各方法计算的日ET0值呈相同的变化趋势,但计算值有较大的差异;选取FAO56 Penman-Monteith公式计算结果为标准,Priestley-Taylor(1972)方法结果与之最为接近,其余依次是Irmark-Allen拟合法和Hargreaves-Samani(1985)法;不同天气类型条件下,Priestley-Taylor(1972)结果与FAO56 Penman-Monteith有较高的一致性,而其他2种方法随n/N的减小,误差急剧增加,尤其是Hargreaves-Samani(1985)方法.
Comparison of reference crop evapotranspiration computing methods. https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-3317.2004.06.002 URL [本文引用: 1] 摘要
应用国家"863"节水农业重大专项子课题示范现场的气象资料,对4种分属于不同类型的参考作物蒸发蒸腾量ET0计算公式进行了日ET0值的验证计算.结果显示,在时间序列上,随气象因素变化各方法计算的日ET0值呈相同的变化趋势,但计算值有较大的差异;选取FAO56 Penman-Monteith公式计算结果为标准,Priestley-Taylor(1972)方法结果与之最为接近,其余依次是Irmark-Allen拟合法和Hargreaves-Samani(1985)法;不同天气类型条件下,Priestley-Taylor(1972)结果与FAO56 Penman-Monteith有较高的一致性,而其他2种方法随n/N的减小,误差急剧增加,尤其是Hargreaves-Samani(1985)方法.
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中国地表潜在蒸散发敏感性的时空变化特征分析 [J].https://doi.org/10.11821/xb201105001 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
潜在蒸散发是农田灌溉管理、作物需水量估算、稀缺资料地区水量平衡等研究中的重要参量，分析其对气象因子的敏感性有助于农业水资源优化配置和气候变化对水资源的影响研究。根据中国1960-2007 年的653 个气象台站的常规气象观测资料，采用优化太阳辐射计算的Penman-Monteith 潜在蒸散发计算方法，分析了中国10 大流域片区的潜在蒸散发对最高气温、最低气温、风速、太阳辐射、水汽压的敏感性及其区域分异。研究结果表明：(1) 采用优化后的Penman-Monteith 公式，计算的潜在蒸散发与蒸发皿蒸发量的复相关系数从0.61 提高到了0.75；计算得出的潜在蒸散发在8 个流域片区呈下降趋势，从流域尺度上揭示了“蒸发悖论”在中国的普遍存在。(2) 空间上，海河流域片区、黄河流域片区、淮河流域片区、长江流域片区、珠江流域片区、东南诸河的潜在蒸散发对最高气温最为敏感，松花江流域片区、辽河流域片区和西北诸河对水汽压最为敏感，西南诸河则对太阳辐射最为敏感。全国范围内，潜在蒸散发对气象因子的敏感性为：水汽压>最高气温>太阳辐射>风速>最低气温；且各敏感系数与海拔有一定的线性相关性。(3) 时间尺度上，潜在蒸散发对最高气温和太阳辐射最为敏感的月份是7 月，而对最低气温、风速和水汽压最为敏感的月份是1 月。1960-2007 年之间，潜在蒸散发对最高气温的敏感性呈下降趋势，而对最低气温、风速、太阳辐射和水汽压的敏感性呈上升趋势。
Temporal and spatial change analysis of the sensitivity of potential evapotranspiration to meteorological influencing factors in China. https://doi.org/10.11821/xb201105001 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
潜在蒸散发是农田灌溉管理、作物需水量估算、稀缺资料地区水量平衡等研究中的重要参量，分析其对气象因子的敏感性有助于农业水资源优化配置和气候变化对水资源的影响研究。根据中国1960-2007 年的653 个气象台站的常规气象观测资料，采用优化太阳辐射计算的Penman-Monteith 潜在蒸散发计算方法，分析了中国10 大流域片区的潜在蒸散发对最高气温、最低气温、风速、太阳辐射、水汽压的敏感性及其区域分异。研究结果表明：(1) 采用优化后的Penman-Monteith 公式，计算的潜在蒸散发与蒸发皿蒸发量的复相关系数从0.61 提高到了0.75；计算得出的潜在蒸散发在8 个流域片区呈下降趋势，从流域尺度上揭示了“蒸发悖论”在中国的普遍存在。(2) 空间上，海河流域片区、黄河流域片区、淮河流域片区、长江流域片区、珠江流域片区、东南诸河的潜在蒸散发对最高气温最为敏感，松花江流域片区、辽河流域片区和西北诸河对水汽压最为敏感，西南诸河则对太阳辐射最为敏感。全国范围内，潜在蒸散发对气象因子的敏感性为：水汽压>最高气温>太阳辐射>风速>最低气温；且各敏感系数与海拔有一定的线性相关性。(3) 时间尺度上，潜在蒸散发对最高气温和太阳辐射最为敏感的月份是7 月，而对最低气温、风速和水汽压最为敏感的月份是1 月。1960-2007 年之间，潜在蒸散发对最高气温的敏感性呈下降趋势，而对最低气温、风速、太阳辐射和水汽压的敏感性呈上升趋势。
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广东实际蒸散发与潜在蒸散发的关系研究 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-9159.2013.03.012 URL [本文引用: 1] 摘要
利用广东86个气象站1961-2008年的观测资料,采用高桥浩一郎经验公式、Penman公式分别计算了广东省6个子区域1961-2008年实际蒸散发(Actual Evapotranspiration)Ea和潜在蒸散发(Potential Evapotranspiration)Ep,并定量化分析了供水条件变化下Ea与Ep的关系,对它们的理论从属性进行了判定。结果表明,广东省年实际蒸散发量远低于潜在蒸散发量,全省平均Ea为791.0 mm/a,Ep为1 034.1 mm/a,多数子区域Ea不足Ep的3/4,Ea的变异性明显高于Ep。随降水量R的增加,粤东沿海、珠三角、粤北、粤中、粤西南5个子区域Ea增加趋势明显,粤东Ea随R的变化趋势不明显;除粤东外,各子区域的Ep与降水量呈显著负相关关系;随着R的增加,全省平均Ea呈明显的增加趋势,Ep则呈明显的下降趋势。通过对降水量R与实际蒸散发Ea、潜在蒸散发Ep的联合回归方程R-E回归系数的T检验,判定粤东沿海、珠三角、粤北、粤中、粤西南5个子区域Ea与R和Ep与R的关系满足理论意义上的完全互补相关;粤东Ea与R和Ep与R关系不明确。
Relationship between Actual Evapotranspiration and Potential Evapotranspiration in Guangdong. https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-9159.2013.03.012 URL [本文引用: 1] 摘要
利用广东86个气象站1961-2008年的观测资料,采用高桥浩一郎经验公式、Penman公式分别计算了广东省6个子区域1961-2008年实际蒸散发(Actual Evapotranspiration)Ea和潜在蒸散发(Potential Evapotranspiration)Ep,并定量化分析了供水条件变化下Ea与Ep的关系,对它们的理论从属性进行了判定。结果表明,广东省年实际蒸散发量远低于潜在蒸散发量,全省平均Ea为791.0 mm/a,Ep为1 034.1 mm/a,多数子区域Ea不足Ep的3/4,Ea的变异性明显高于Ep。随降水量R的增加,粤东沿海、珠三角、粤北、粤中、粤西南5个子区域Ea增加趋势明显,粤东Ea随R的变化趋势不明显;除粤东外,各子区域的Ep与降水量呈显著负相关关系;随着R的增加,全省平均Ea呈明显的增加趋势,Ep则呈明显的下降趋势。通过对降水量R与实际蒸散发Ea、潜在蒸散发Ep的联合回归方程R-E回归系数的T检验,判定粤东沿海、珠三角、粤北、粤中、粤西南5个子区域Ea与R和Ep与R的关系满足理论意义上的完全互补相关;粤东Ea与R和Ep与R关系不明确。
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五种潜在蒸散发公式在汉江流域的应用 [J].
以汉江流域14个测站1960-2009年逐日气象资料为数据源，采用FAO56 PenmanMonteith以及Hargreaves，BlaneyCriddle，Thornthwaite，Hamon 4种温度法计算各测站逐日以及逐月潜在蒸散发量，利用反距离加权插值法得到流域面平均年潜在蒸散发量。以FAO56 PenmanMonteith结果为标准，与温度法年潜在蒸散发量计算结果进行对比，修正温度法计算公式的经验系数，分析修正公式在汉江流域的适用性。结果表明：参数修正前温度法计算结果存在较大误差，相对偏差最大可达41.34%。修正后计算结果相对误差明显减小，最大偏差小于0.1%，并显示出较好的变化趋势和峰谷一致性。修正后的Hargreaves公式与FAO56 PenmanMonteith公式相关性最好，相关系数达到0.94，其次为Hamon公式和Thornthwaite公式，最后是BlaneyCriddle公式。
Application of five potential evapotranspiration equations in hanjiang basin.
以汉江流域14个测站1960-2009年逐日气象资料为数据源，采用FAO56 PenmanMonteith以及Hargreaves，BlaneyCriddle，Thornthwaite，Hamon 4种温度法计算各测站逐日以及逐月潜在蒸散发量，利用反距离加权插值法得到流域面平均年潜在蒸散发量。以FAO56 PenmanMonteith结果为标准，与温度法年潜在蒸散发量计算结果进行对比，修正温度法计算公式的经验系数，分析修正公式在汉江流域的适用性。结果表明：参数修正前温度法计算结果存在较大误差，相对偏差最大可达41.34%。修正后计算结果相对误差明显减小，最大偏差小于0.1%，并显示出较好的变化趋势和峰谷一致性。修正后的Hargreaves公式与FAO56 PenmanMonteith公式相关性最好，相关系数达到0.94，其次为Hamon公式和Thornthwaite公式，最后是BlaneyCriddle公式。
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Development of a global evapotranspiration algorithm based on MODIS and global meteorology data [J].https://doi.org/10.1016/j.rse.2007.04.015 URL [本文引用: 2] 摘要
The objective of this research is to develop a global remote sensing evapotranspiration (ET) algorithm based on Cleugh et al.'s [Cleugh, H.A., R. Leuning, Q. Mu, S.W. Running (2007) Regional evaporation estimates from flux tower and MODIS satellite data. Remote Sensing of Environment 106, page 285-304- 2007 (doi: 10.1016/j.rse.2006.07.007).] Penman-Monteith based ET (RS-PM). Our algorithm considers both the surface energy partitioning process and environmental constraints on ET. We use ground-based meteorological observations and remote sensing data from the MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) to estimate global ET by (1) adding vapor pressure deficit and minimum air temperature constraints on stomatal conductance; (2) using leaf area index as a scalar for estimating canopy conductance; (3) replacing the Normalized Difference Vegetation Index with the Enhanced Vegetation Index thereby also changing the equation for calculation of the vegetation cover fraction (F
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区域蒸散发遥感估算方法及验证综述 [J].
<p>蒸散发是地表水热平衡的重要参量，也是农作物生长状况和产量的重要指标。与传统的蒸散发计算方法相比，遥感技术经济、适用、有效，在非均匀下垫面的区域蒸散发监测上具有明显的优越性。系统回顾了5种常用的区域蒸散发遥感估算方法，包括经验统计模型、与传统方法相结合的遥感模型、地表能量平衡模型、温度—植被指数特征空间模型以及陆面过程与数据同化等，分析了这些模型的最新研究进展及各自的优缺点，并对地表蒸散发的地面验证方法进行了概述。最后简要分析了区域蒸散发遥感估算存在的问题，并展望了其未来发展趋势。多源遥感数据协同反演与非遥感参数遥感化、蒸散发模型改进与多模型集成、陆面过程与遥感数据同化、遥感蒸散发估算及地面验证中的尺度问题与空间代表性问题研究等将会是未来区域蒸散发研究中的重点发展方向。</p>
Review of estimation and validation of regional evapotranspiration based on remote sensing.
<p>蒸散发是地表水热平衡的重要参量，也是农作物生长状况和产量的重要指标。与传统的蒸散发计算方法相比，遥感技术经济、适用、有效，在非均匀下垫面的区域蒸散发监测上具有明显的优越性。系统回顾了5种常用的区域蒸散发遥感估算方法，包括经验统计模型、与传统方法相结合的遥感模型、地表能量平衡模型、温度—植被指数特征空间模型以及陆面过程与数据同化等，分析了这些模型的最新研究进展及各自的优缺点，并对地表蒸散发的地面验证方法进行了概述。最后简要分析了区域蒸散发遥感估算存在的问题，并展望了其未来发展趋势。多源遥感数据协同反演与非遥感参数遥感化、蒸散发模型改进与多模型集成、陆面过程与遥感数据同化、遥感蒸散发估算及地面验证中的尺度问题与空间代表性问题研究等将会是未来区域蒸散发研究中的重点发展方向。</p>
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基于MOD16数据的渭河流域地表实际蒸散发时空特征 [J].https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2014.00042 Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>基于流域水量平衡法,利用水文数据和气象数据对渭河流域MOD16-ET(实际蒸散发)数据进行精度验证; 利用2000-2012年MOD16-ET数据和GIS技术定量分析了渭河流域(分为干流、泾河、北洛河3个子流域)地表实际蒸散发年际和年内的时空变化特征。结果表明:(1) 3个子流域的实测降水空间插值结果与MOD16-ET估算结果比较,相对误差平均值为8.36%,渭河干流误差较小,其他2个子流域误差相对较大; (2) 3个子流域上游至下游的ET剖面线变化不同,明显受地表覆盖类型影响; (3) ET值年内分布大致呈单峰型格局,季节变化特征为夏季(177.14 mm)> 秋季(105.22 mm)> 春季(92.97 mm)> 冬季(77.50 mm); (4) 基于栅格尺度的ET值年际变化特征空间分布,各子流域下游以降低趋势为主,渭河中游和上游以升高趋势为主,北洛河、泾河中游和上游以基本不变趋势为主,具体影响因素的定量分析仍需MODIS资料的时间累积。</p>
Spatial and temporal characteristic of ET in the weihe river basin based on Mod16 data. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2014.00042 Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>基于流域水量平衡法,利用水文数据和气象数据对渭河流域MOD16-ET(实际蒸散发)数据进行精度验证; 利用2000-2012年MOD16-ET数据和GIS技术定量分析了渭河流域(分为干流、泾河、北洛河3个子流域)地表实际蒸散发年际和年内的时空变化特征。结果表明:(1) 3个子流域的实测降水空间插值结果与MOD16-ET估算结果比较,相对误差平均值为8.36%,渭河干流误差较小,其他2个子流域误差相对较大; (2) 3个子流域上游至下游的ET剖面线变化不同,明显受地表覆盖类型影响; (3) ET值年内分布大致呈单峰型格局,季节变化特征为夏季(177.14 mm)> 秋季(105.22 mm)> 春季(92.97 mm)> 冬季(77.50 mm); (4) 基于栅格尺度的ET值年际变化特征空间分布,各子流域下游以降低趋势为主,渭河中游和上游以升高趋势为主,北洛河、泾河中游和上游以基本不变趋势为主,具体影响因素的定量分析仍需MODIS资料的时间累积。</p>
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基于MOD16监测陕西省地表蒸散变化 [J].
基于MOD16数据产品结合气象数据,统计分析了陕西省2000-2013年地表蒸散的时空分布特征,研究表明MOD16蒸散产品能够满足陕西省地表蒸散时空分布研究的要求,结果对陕西省水资源的有效利用具有重要的理论和实践意义。主要结论:(1) 2000-2013年蒸散(<em>ET</em>)、潜在蒸散(<em>PET</em>)年际波动不大,全省<em>ET</em>平均值在490 mm左右, PET平均值在1550 mm左右,年平均<em>ET</em>与<em>PET</em>的差距说明陕西省较为干旱缺水。全省<em>ET、PET</em>的年内变化都呈单峰分布趋势,两者变化存在差异, 6月两者差距最大,此时最为缺水。(2)陕西省不同区域蒸散有明显的空间分布差异,陕西南部水分较为充足,而在陕西北部较为缺水。陕西中西部区域干旱有所缓解,中东部区域干旱加重。(3)各功能区年平均<em>ET</em>与<em>PET</em>大小顺序正好相反,干旱程度顺序为防风治沙工程区>陕北退耕还林区>渭北退耕还林区>关中农业生产区>陕北天然林保护区>陕南退耕还林区>陕南天然林保护区。各功能区年内ET月平均变化差异明显,可分为三类,单峰型、波动型、双峰型。(4)蒸散的时空变化与气候特点,特别是水热条件的时空变化有很高的相关关系,而与植被的分布和生长状况也紧密相关。
Surveying variations of evapotranspiration in Shaanxi province using Mod16 products.
基于MOD16数据产品结合气象数据,统计分析了陕西省2000-2013年地表蒸散的时空分布特征,研究表明MOD16蒸散产品能够满足陕西省地表蒸散时空分布研究的要求,结果对陕西省水资源的有效利用具有重要的理论和实践意义。主要结论:(1) 2000-2013年蒸散(<em>ET</em>)、潜在蒸散(<em>PET</em>)年际波动不大,全省<em>ET</em>平均值在490 mm左右, PET平均值在1550 mm左右,年平均<em>ET</em>与<em>PET</em>的差距说明陕西省较为干旱缺水。全省<em>ET、PET</em>的年内变化都呈单峰分布趋势,两者变化存在差异, 6月两者差距最大,此时最为缺水。(2)陕西省不同区域蒸散有明显的空间分布差异,陕西南部水分较为充足,而在陕西北部较为缺水。陕西中西部区域干旱有所缓解,中东部区域干旱加重。(3)各功能区年平均<em>ET</em>与<em>PET</em>大小顺序正好相反,干旱程度顺序为防风治沙工程区>陕北退耕还林区>渭北退耕还林区>关中农业生产区>陕北天然林保护区>陕南退耕还林区>陕南天然林保护区。各功能区年内ET月平均变化差异明显,可分为三类,单峰型、波动型、双峰型。(4)蒸散的时空变化与气候特点,特别是水热条件的时空变化有很高的相关关系,而与植被的分布和生长状况也紧密相关。
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MOD16的关中地区实际蒸散发时空特征分析 [J].https://doi.org/10.7606/j.issn.1000-7601.2015.03.39 URL [本文引用: 1] 摘要
基于新型MOD16遥感数据集，在产品数据精度验证的基础上，利用GIS与RS技术统计分析关中地区2000—2012年间实际蒸散发（ET ）时空演变特征及不同土地利用类型蒸散差异。结果表明：（1） MOD16－ET在关中地区数据精度良好，验证相对误差和相关系数分别为10．38％和0．69；（2）关中地区多年ET均值为520．05 mm · a－1，空间分布大致呈西南－东北递减的三级阶梯格局，四季ET空间分布与多年平均情况基本一致。（3） ET空间分布受地表覆盖类型影响显著，各地类蒸散强度排序依次为林地（623．67 mm·a－1）＞草地（504．51 mm·a－1）＞园地（460．86 mm·a－1）＞农田（448．89 mm·a－1）＞裸地（408．77 mm·a－1）；（4）关中地区ET年际变化趋势以0．87 mm·a－1的速率增加，空间分布呈东部减小西部增加的趋势，其中春、夏季变化区域面积比例较大且以增加趋势为主，秋、冬季节绝大部分地区ET年际变化不甚明显。关中地区年内各月ET大致呈先升后降的变化趋势，且蒸散量主要集中于夏季。
Analysis on sptio-temporal characteristics of ET based on Mod16 in Guanzhong Region. https://doi.org/10.7606/j.issn.1000-7601.2015.03.39 URL [本文引用: 1] 摘要
基于新型MOD16遥感数据集，在产品数据精度验证的基础上，利用GIS与RS技术统计分析关中地区2000—2012年间实际蒸散发（ET ）时空演变特征及不同土地利用类型蒸散差异。结果表明：（1） MOD16－ET在关中地区数据精度良好，验证相对误差和相关系数分别为10．38％和0．69；（2）关中地区多年ET均值为520．05 mm · a－1，空间分布大致呈西南－东北递减的三级阶梯格局，四季ET空间分布与多年平均情况基本一致。（3） ET空间分布受地表覆盖类型影响显著，各地类蒸散强度排序依次为林地（623．67 mm·a－1）＞草地（504．51 mm·a－1）＞园地（460．86 mm·a－1）＞农田（448．89 mm·a－1）＞裸地（408．77 mm·a－1）；（4）关中地区ET年际变化趋势以0．87 mm·a－1的速率增加，空间分布呈东部减小西部增加的趋势，其中春、夏季变化区域面积比例较大且以增加趋势为主，秋、冬季节绝大部分地区ET年际变化不甚明显。关中地区年内各月ET大致呈先升后降的变化趋势，且蒸散量主要集中于夏季。
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基于TRMM数据的汉江流域1998年-2010年降水变化特征 [J].https://doi.org/10.3724/SP.J.1201.2011.06048 URL [本文引用: 2] 摘要
汉江作为长江中游的最大支流和南水北调中线工程的水源地,其水资源补给主要靠流域降水,因此研究流域降水量的时空分布及其变化特性,对于流域水资源的合理开发与利用具有重要意思.论文采用1998年1月-2010年12月空间连续分布的TRMM卫星3B43月降水量资料,借助气候倾向率指数和GIS空间分析技术,对汉江流域近13年来的降水时空分布及其变化特征进行了定量化分析.从而为维系流域水资源供需平衡、生态环境可持续发展以及南水北调中线水量合理调配,提供基础数据和科学依据.
Variation characteristics analysis of the precipitation from 1998 to 2010 in hanjiang basin based on the TRMM data. South-to-North Water Transfers and Water Science & https://doi.org/10.3724/SP.J.1201.2011.06048 URL [本文引用: 2] 摘要
汉江作为长江中游的最大支流和南水北调中线工程的水源地,其水资源补给主要靠流域降水,因此研究流域降水量的时空分布及其变化特性,对于流域水资源的合理开发与利用具有重要意思.论文采用1998年1月-2010年12月空间连续分布的TRMM卫星3B43月降水量资料,借助气候倾向率指数和GIS空间分析技术,对汉江流域近13年来的降水时空分布及其变化特征进行了定量化分析.从而为维系流域水资源供需平衡、生态环境可持续发展以及南水北调中线水量合理调配,提供基础数据和科学依据.
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三峡库区土地利用/覆被与地表蒸散发动态变化及二者关系研究[D] .Land use/cover and evapotranspiration dynamic change and their relationship in three gorges reservoir area Chongqing: Master's Thesis of |
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1956-2013年汉江流域降雨和气温变化特性分析 [J].
本文选择汉江流域18个国家气象站的长序列观测资料，采用数理统计、Mann-Kendall检验和Spearman秩次检验法，分别从降雨和气温两个方面，对跨流域调水环境下汉江流域降雨和气温变化特性进行了分析。研究结果表明：1) 丹江口以下流域的多年面均雨量较丹江口以上流域多了158.7 mm；汉江流域温度在1990年以后均出现了明显的升高。2) 经降雨和气温趋势分析可知，汉江流域的降雨无明显的变化趋势，而气温则有显著的升高趋势。3) 在整个汉江流域的降雨无明显变化，而气温显著升高的情况下，考虑到未来跨流域调水以及工农业用水规模的增加，汉江流域水资源量的供需矛盾将不容乐观。In order to evaluate the characteristics and change trend of the surface precipitation and temperature in the middle and lower reaches of the Hanjiang River before the working of the middle route of the South-to- North Water Diversion Project, eighteen meteorological stations were selected. Furthermore, mathematical statistics, Mann-Kendall test and Spearman test were used, and two aspects of temperature and runoff were analyzed based on the meteorological data of the selected stations. The results are as follows. 1) The surface precipitation of the upper drainage area of Hanjiang River basin is 158 mm more than that of the lower drainage area; the temperature of the whole basin has been raised since 1990. 2) After trend analysis, it unfolds that the change trends of the rain-time series in this region are not noticeable, but the temperature shows a significant rise. 3) The imbalance between water supply and demand in the lower Hanjiang River basin will be very conspicuous, if there are not any engineering and non-engineering actions to take.
The characteristic analysis of rainfall and temperature between 1956 and 2013 in the hanjiang river basin.
本文选择汉江流域18个国家气象站的长序列观测资料，采用数理统计、Mann-Kendall检验和Spearman秩次检验法，分别从降雨和气温两个方面，对跨流域调水环境下汉江流域降雨和气温变化特性进行了分析。研究结果表明：1) 丹江口以下流域的多年面均雨量较丹江口以上流域多了158.7 mm；汉江流域温度在1990年以后均出现了明显的升高。2) 经降雨和气温趋势分析可知，汉江流域的降雨无明显的变化趋势，而气温则有显著的升高趋势。3) 在整个汉江流域的降雨无明显变化，而气温显著升高的情况下，考虑到未来跨流域调水以及工农业用水规模的增加，汉江流域水资源量的供需矛盾将不容乐观。In order to evaluate the characteristics and change trend of the surface precipitation and temperature in the middle and lower reaches of the Hanjiang River before the working of the middle route of the South-to- North Water Diversion Project, eighteen meteorological stations were selected. Furthermore, mathematical statistics, Mann-Kendall test and Spearman test were used, and two aspects of temperature and runoff were analyzed based on the meteorological data of the selected stations. The results are as follows. 1) The surface precipitation of the upper drainage area of Hanjiang River basin is 158 mm more than that of the lower drainage area; the temperature of the whole basin has been raised since 1990. 2) After trend analysis, it unfolds that the change trends of the rain-time series in this region are not noticeable, but the temperature shows a significant rise. 3) The imbalance between water supply and demand in the lower Hanjiang River basin will be very conspicuous, if there are not any engineering and non-engineering actions to take.
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