在前人關(guān)于氣溫模型研究的基礎(chǔ)上,本文解決模型參數(shù)顯式化表達問題,和模型參數(shù)空間分布不均勻問題,以達到參數(shù)優(yōu)化的目的。結(jié)合常規(guī)站觀測資料、遙感資料等多元數(shù)據(jù),建立起參數(shù)優(yōu)化后的月平均氣溫分布式模型。實現(xiàn)了我國起伏地形下月平均氣溫分布式模擬,并給出我國2001年lkmxlkm空間分辨率月平均氣溫分布圖。此次研究完成的內(nèi)容與相關(guān)結(jié)果如下：1)以物理經(jīng)驗統(tǒng)計模型構(gòu)建理論為基礎(chǔ),解決有效輻射參數(shù)顯式化表達問題,物理意義更加完善。對比有效輻射這一因子分別為隱式、顯式表達時的模擬誤差發(fā)現(xiàn)：后者由于參數(shù)顯式化表達,模型物理意義更加明確。年均絕對誤差為0.82-C,相比隱式參數(shù)模型降低0.16℃。優(yōu)化后的參數(shù)系數(shù)標準差相比隱式參數(shù)有了顯著改善,模擬結(jié)果穩(wěn)定可靠。2)使用MODIS地表比輻射率遙感數(shù)據(jù),合成得到我國2001年分月地表比輻射率,解決該參數(shù)空間分布非均勻估算問題。結(jié)果表明：比輻射率各值段面積比例季節(jié)變化特征各異。高值段夏低冬高、中值段夏高冬低、低值段季節(jié)變化不顯著。比輻射率隨坡向呈顯著“雙峰雙谷”特征。東南、西北坡出現(xiàn)極大值；南、北坡出現(xiàn)極小值。隨海拔升高比輻射率呈顯著地帶性分布。6000m以下與NDVI隨地形的變化規(guī)律類似,6000m以上兩者變化差異反映裸土、冰雪覆蓋下的地表特征。3)考慮到水平面長波有效輻射、地形開闊度等因素,計算得到2001年起伏地形下有效輻射月總量、年總量。結(jié)果表明：考慮到比輻射率空間分布,相比為常數(shù)0.95,有效輻射年均絕對誤差降低5.07MJ/m2,平均相對誤差降低0.55個百分點,模擬結(jié)果可靠。4)綜合考慮海拔、起伏地形下太陽總輻射、長波有效輻射對氣溫的影響,計算得到2001年我國起伏地形下月平均氣溫分布。使用相似像元法誤差分析表明：分月模擬值絕對誤差最小值在6月份,為0.19℃；全年氣溫模擬值絕對誤差為0.24"C。對比三類模型誤差發(fā)現(xiàn)：IDW插值模型較好描寫氣溫宏觀分布,但局地描寫力有限,誤差變化不穩(wěn)定；經(jīng)典地形氣候調(diào)節(jié)模型的物理意義、模擬精度優(yōu)于插值模型；優(yōu)化模型則考慮了參數(shù)顯式化表達,模型物理意義更加完善,精度比經(jīng)典模型略微提高。5)氣溫局地分析表明：各坡地高度下氣溫分月變化圖線基本保持相互平行,反映氣溫隨高度遞減的規(guī)律性。北緯45°處,1月、10月向陽坡距平為正,背陰坡為負,7月呈相反變化規(guī)律,4月各坡向氣溫距平差異很小。北緯30°處,隨海拔、坡度增高,1月向陽、背陰坡氣溫距平差距增大,7月無明顯差異。鋸齒狀圖線分布,體現(xiàn)出地形遮蔽對氣溫的影響。氣溫直減率暖季高于冷季；1月南坡直減率略高于北坡；7月各坡向直減率差異迅速減��；4月、10月不同坡向氣溫隨海拔遞減特征無顯著差異。對比前人研究,本文的創(chuàng)新之處可以歸納如下：1)將長波有效輻射顯式項納入氣溫模型影響要素,替換原先的隱式表達(日照百分率、水汽壓的代數(shù)組合),解決氣溫模型參數(shù)顯式化問題,參數(shù)物理意義得到顯著改善。2)基于比輻射率遙感數(shù)據(jù),使用波段合成法得到寬波段分月比輻射率。解決了比輻射率空間分布非均勻問題,完善有效輻射模型參數(shù)的物理意義與模擬精度。3)將海拔、起伏地形太陽總輻射、起伏地形長波有效輻射引入氣溫分布式模型,實現(xiàn)參數(shù)優(yōu)化后的月平均氣溫分布式模擬。相比前人研究,提高了氣溫模型參數(shù)的物理意義與模擬精度。
【學位單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：P407;P423
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第—章 緒論
    1.1 研究目的意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 氣溫空間插值模型
        1.2.2 物理經(jīng)驗統(tǒng)計模型
            1.2.2.1 常規(guī)模型
            1.2.2.2 地形氣候調(diào)節(jié)模型
    1.3 研究區(qū)地形與氣候特征
        1.3.1 地形地貌特征
    1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 研究數(shù)據(jù)
        1.4.3 研究特色
        1.4.4 技術(shù)路線
第二章 水平面月平均氣溫的模擬
    2.1 水平面太陽總輻射的估算
        2.1.1 水平面太陽總輻射模擬
        2.1.2 太陽總輻射模擬誤差分析
    2.2 水平面長波有效輻射模擬
        2.2.1 水平面長波有效輻射模型
        2.2.2 水平面長波有效輻射模擬
        2.2.3 兩種長波有效輻射模型誤差對比分析
        2.2.4 模擬結(jié)果與NCEP再分析資料對比分析
    2.3 水平面月平均氣溫模擬
        2.3.1 水平面月平均氣溫模型
        2.3.2 水平面月平均氣溫模擬
        2.3.3 兩種水平面氣溫模型誤差對比
        2.3.4 模擬結(jié)果與NCEP再分析資料對比分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 起伏地形下輻射量的計算
    3.1 起伏地形下太陽總輻射分布式模擬
        3.1.1 起伏地形下太陽直接輻射分布式模型
        3.1.2 起伏地形下天空散射輻射分布式模型
        3.1.3 起伏地形下地形反射輻射分布式模型
        3.1.4 起伏地形下太陽總輻射分布式模擬
        3.1.5 起伏地形下太陽總輻射模擬誤差分析
    3.2 地表比輻射率的計算
        3.2.1 數(shù)據(jù)來源與合成方法
        3.2.2 比輻射率空間分布特征
        3.2.3 比輻射率與NDVI隨坡向及海拔的分布特征
        3.2.4 比輻射率估算結(jié)果的驗證
    3.3 起伏地形下長波有效輻射分布式模擬
        3.3.1 起伏地形下長波有效輻射分布式模型
        3.3.2 起伏地形下長波有效輻射分布式模擬
        3.3.3 兩種長波有效輻射分布式模型誤差對比分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 起伏地形下月平均氣溫分布式模擬
    4.1 起伏地形下氣溫分布式模型
    4.2 起伏地形下氣溫分布式模擬
    4.3 起伏地形下氣溫模擬誤差分析
        4.3.1 誤差來源與分析方法
        4.3.2 相似像元法誤差分析
    4.4 模擬結(jié)果的驗證
        4.4.1 三類氣溫模型的誤差對比分析
        4.4.2 NCEP高分辨率氣溫再分析資料驗證
    4.5 起伏地形下月平均氣溫局地規(guī)律分析
        4.5.1 不同坡地下氣溫的分月變化特征
        4.5.2 氣溫距平隨坡向的變化規(guī)律
        4.5.3 不同坡向下氣溫隨海拔的變化規(guī)律
    4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介
附錄 本文對應(yīng)圖表

【參考文獻】

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