土壤热通量是地表能量平衡中的分量之一,对于农田和区域生态水文过程水分收支的准确估算有着重要影响。土壤热通量估算中,常用的半理论半经验公式在作物生育期内日尺度计算结果恒为正值,不符合田间实际观测结果。本文设计特定参数来量...土壤热通量是地表能量平衡中的分量之一,对于农田和区域生态水文过程水分收支的准确估算有着重要影响。土壤热通量估算中,常用的半理论半经验公式在作物生育期内日尺度计算结果恒为正值,不符合田间实际观测结果。本文设计特定参数来量化降雨和气温变化的影响,修正了考虑植被生长的土壤热通量估算模型。利用内蒙古河套灌区向日葵和北京大兴试验站冬小麦-夏玉米生育期实测数据,对修正模型关键参数进行率定和验证;结合遥感反演的植被覆盖度,利用全球通量网FLUXNET提供的美国玉米大豆轮作和韩国水稻站点实测日尺度土壤热通量数据对修正模型进行校核及应用。结果表明:(1)通过引入降雨及气温因子,修正模型考虑了田间气象变化对土壤热通量的影响,能有效估算作物生育期内日尺度土壤热通量为负值的情况;(2)模型估算各地区不同作物农田多年土壤热通量与实测值相一致,二者之间的决定系数、均方根误差、一致性系数及平均相对误差范围分别为0.54~0.63、3.30~11.70 W m 2、0.82~0.88和-13.4%~11.70%;(3)利用蒙特卡罗法得到修正模型中关键参数,α和z分别推荐为0.1和10~20;(4)指标敏感性分析表明,气温对修正模型的影响程度较大,其每变化1℃可使土壤热通量估算值变动10%~25%。研究结果为改善地表能量平衡不闭合现象提供了参考方法,并为大尺度精量遥感反演获取土壤热通量提供了技术支撑。展开更多
文摘土壤热通量是地表能量平衡中的分量之一,对于农田和区域生态水文过程水分收支的准确估算有着重要影响。土壤热通量估算中,常用的半理论半经验公式在作物生育期内日尺度计算结果恒为正值,不符合田间实际观测结果。本文设计特定参数来量化降雨和气温变化的影响,修正了考虑植被生长的土壤热通量估算模型。利用内蒙古河套灌区向日葵和北京大兴试验站冬小麦-夏玉米生育期实测数据,对修正模型关键参数进行率定和验证;结合遥感反演的植被覆盖度,利用全球通量网FLUXNET提供的美国玉米大豆轮作和韩国水稻站点实测日尺度土壤热通量数据对修正模型进行校核及应用。结果表明:(1)通过引入降雨及气温因子,修正模型考虑了田间气象变化对土壤热通量的影响,能有效估算作物生育期内日尺度土壤热通量为负值的情况;(2)模型估算各地区不同作物农田多年土壤热通量与实测值相一致,二者之间的决定系数、均方根误差、一致性系数及平均相对误差范围分别为0.54~0.63、3.30~11.70 W m 2、0.82~0.88和-13.4%~11.70%;(3)利用蒙特卡罗法得到修正模型中关键参数,α和z分别推荐为0.1和10~20;(4)指标敏感性分析表明,气温对修正模型的影响程度较大,其每变化1℃可使土壤热通量估算值变动10%~25%。研究结果为改善地表能量平衡不闭合现象提供了参考方法,并为大尺度精量遥感反演获取土壤热通量提供了技术支撑。
