一种基于遥感的陆表蒸散计算方法与流程

技术特征：
1.一种基于遥感的陆表蒸散计算方法，其特征在于，实际蒸散(e)与冠层表面蒸腾(e
c
)、土壤表面蒸发(e
s
)及拦截蒸发(e
i
)有关，具体计算方法如下：le＝l(e
c
e
s
e
i
)))其中，l表示蒸发潜热(mj/kg)；e为蒸散(mm)；le为蒸发潜热与蒸散的乘积，表示潜热通量(w/m2)；e
c
为冠层表面蒸腾(mm)；e
s
为土壤表面蒸发(mm)；e
i
表示拦截蒸发(mm)；le
c
，le
s
与le
i
分别表示各部分的潜热通量；α
pt
为无量纲系数，一般取值1.26；δ
l
，δ
a
与δ
s
分别表示饱和水汽压对叶片温度、气温及土壤温度的曲线斜率(kpa/℃)；γ是干湿表常数(kpa/℃)；r
nc
为冠层表面的净辐射(w/m2)；r
ns
为土壤表面净辐射(w/m2)；g为土壤热通量(w/m2)；由以上公式，可得潜在蒸散(pe)与实际蒸散(e)分别为：由以上公式，可得潜在蒸散(pe)与实际蒸散(e)分别为：pe在k
c
、k
i
与k
s
下转为e，k
c
、k
i
与k
s
分别表示植被潜在蒸腾到实际蒸腾、植被表面潜拦截蒸发到实际拦截蒸发、土壤拦截潜在蒸发到实际蒸发的限制因子，计算方法分别为：k
c
＝(1-f
wet
)f
g
f
t
f
m
k
s
＝f
wet
(1-f
wet
)f
sm
k
i
＝f
wet
其中，f
wet
表示拦截表面占比；f
g
f
t
f
m
分别表示植物表面受到的绿度、温度以及水分的胁迫系数；f
sm
为土壤表面的水分胁迫系数；以上五个指标的取值范围都是0-1，当数值为1时，表示不存在环境胁迫；数值越小，表示环境胁迫越大；各因子的计算和改进方法如下：(1)温度胁迫系数(f
t
)其中，t
l
表示叶片温度；t
opt
表示最适温度；f
t
的数值范围为0-1。(2)拦截表面占比(f
wet
)其中，r
h
表示相对湿度；(3)叶温(t
l
)叶温(t
l
)表达式为：
其中，t
a
为空气温度；r
nc
为落在植被冠层的净辐射；c
p
为空气定压比热；δ
b
为叶片边界导度，其中，μ代表风速，d与叶片宽度有关；(4)植被绿度(f
g
)植被绿度表示植被蒸腾中，被绿色植被吸收的部分，植被绿度的计算方法为：其中，f
g
表示植被绿度；f
apar
表示活体植被吸收的陆表太阳辐射占比；f
ipar
表示由植被拦截的所有太阳辐射占比；(5)植被水分胁迫系数(f
m
)植被水分限制的表达式为：其中，表示该像元绿色植被吸收的太阳辐射占比的最大值；(6)土壤水分胁迫系数(f
sm
)其中，sm表示土壤水分含量，sm
max
与sm
min
分别表示土壤水分含量的最大值与最小值；vpd表示水汽压偏差；(7)干湿表常数(γ)其中，c
p
为空气定压比热，表示在一定气压下，单位体积的空气温度每升高1℃所需的能量；p为大气压，与海拔有关；λ为蒸发潜热；ε为水汽分子量与干空气分子量之比；(8)太阳辐射：植被表面(r
nc
)和土壤表面(r
ns
)r
nc
＝fvc
×
r
n
r
ns
＝(1-fvc)
×
r
n-g其中，fvc表示植被覆盖度，r
n
为植被净辐射，g表示土壤热通量。

技术总结
本发明属于地理学与生态学领域，涉及一种基于遥感的陆表蒸散计算方法。陆表蒸散由植被蒸腾、土壤蒸发与拦截蒸发组成。本发明主要对植被蒸腾中的温度和土壤蒸发中的土壤水分进行了优化，主要包括两部分：使用物理模型计算叶片温度代替原方法中环境温度进行植被蒸腾计算；使用不同土壤层的土壤含水量来重新定义土壤蒸发过程中的土壤水分限制。本发明的方法简单实用，所涉及的数据均可从遥感平台、中国气象数据网、涡旋通量塔以及相关文献免费获取。本发明属于机理模型，外推时无需参数校正，可以更低的成本快速地对陆表蒸散进行可靠的估算。估算。估算。


技术研发人员：袁烨城 刘伟 李宝林 王双 高锡章 蒋育昊 李影
受保护的技术使用者：中国标准化研究院
技术研发日：2021.12.08
技术公布日：2022/4/29