【摘要】：土壤水分是地表過程的核心變量之一,強(qiáng)烈影響著陸表—植被—大氣間的能量和水分交換。當(dāng)前基于星載被動微波遙感的土壤水分產(chǎn)品的空間分辨率普遍較粗(25~40km),無法滿足流域尺度水文氣象、生態(tài)水文模擬及水資源管理等研究和應(yīng)用的需求,而土壤水分降尺度是目前較為可行的解決方案之一。通過對不同降尺度指標(biāo)的研究,分析確定每種降尺度指標(biāo)的適用條件,為土壤水分的降尺度研究奠定基礎(chǔ)。利用2013年5月1日~9月30日黑河中游人工綠洲試驗(yàn)區(qū)大滿超級站的氣象數(shù)據(jù)驅(qū)動SiB2模型,分別模擬了土壤水分、土壤表層溫度、植被冠層溫度以及地表蒸散發(fā)、土壤蒸發(fā)等變量,利用Penman-Monteith公式計(jì)算了地表潛在蒸散發(fā);利用SiB2模擬結(jié)果與P-M公式計(jì)算結(jié)果估算獲得常用的土壤水分降尺度指標(biāo):表觀熱慣量(ATI)、土壤蒸發(fā)(E)、土壤蒸發(fā)/實(shí)際蒸散發(fā)(E/ETa)、蒸發(fā)比(EF)、實(shí)際蒸發(fā)比(AEF)。通過對降尺度指標(biāo)與土壤水分之間相關(guān)性分析可知,在植被的整個生長季,5種指標(biāo)與土壤水分之間都具有較好的相關(guān)性。其中ATI、E、E/ETa以及EF這4種指標(biāo)與土壤水分之間的相關(guān)性都隨著土壤深度的增加而逐漸減弱;而AEF與植被根區(qū)土壤水分的相關(guān)性最好,更能反映根區(qū)土壤水分的動態(tài)變化。從可決系數(shù)來看,各降尺度指標(biāo)與土壤水分的相關(guān)性排序如下:2cm:E/ETaEFEAEFATI;10cm:AEFEFE/ETaEATI;80cm:EFAEFE/ETaEATI。
[Abstract]:Soil moisture is one of the core variables in the surface process, which strongly affects the energy and water exchange between the landing surface, vegetation and atmosphere. At present, the spatial resolution of soil moisture products based on spaceborne passive microwave remote sensing is generally coarse (25~40km), which can not meet the needs of hydrometeorology, eco-hydrological simulation and water resources management on watershed scale. At present, the downscaling of soil moisture is one of the more feasible solutions. Through the study of different downscaling indexes, the suitable conditions of each downscaling index were analyzed and determined, which laid a foundation for the downscaling study of soil moisture. From May 1 to September 30, 2013, the SiB2 model was used to simulate soil moisture, soil surface temperature, vegetation canopy temperature and surface evapotranspiration, respectively, using the meteorological data of Daman super station in the artificial oasis experimental area of Heihe River from May 1 to September 30, 2013. The potential evapotranspiration of soil surface was calculated by Penman-Monteith formula. Using SiB2 simulation results and P-M formula to estimate the results of soil moisture downscaling commonly used: apparent thermal inertia, (ATI), soil evaporation, (E), soil evaporation / actual evapotranspiration (E/ETa), evaporation ratio (EF), Actual evaporation ratio (AEF). Through the analysis of the correlation between downscaling index and soil moisture, it can be seen that there is a good correlation between the five indexes and soil moisture in the whole growing season of vegetation. The correlation between ATI,E,E/ETa and EF and soil moisture decreased with the increase of soil depth. The correlation between AEF and soil moisture in the root zone is the best, which can better reflect the dynamic change of soil water in the root zone. The order of correlation between each downgrade index and soil moisture is as follows: 2 cm: ETaEFEAEFATI 10 cm: AEFEFE / ETaEATI 80 cm: EFAEFE / ETaEATI.
【作者單位】： 中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院中國科學(xué)院黑河遙感試驗(yàn)研究站;中國科學(xué)院大學(xué);蘭州大學(xué);
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41471357);國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(41531174) 甘肅省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(1501RJZA013)
【分類號】：S152.7

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本文編號：2369575