一种干旱地区蒸散发的评估方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种干旱地区蒸散发的评估方法及系统，所述方法包括：根据降水量、水汽通量散度以及水汽含量的变化量计算第一目标地的目标蒸散发；从多种遥感数据中获取第一目标地的气象要素；基于所述气象要素获取所述已知蒸散发；以所述已知蒸散发作为基准评估所述目标蒸散发的准确度。根据本发明专利技术针对干旱地区蒸散发的评估方法相较于陆地水量平衡法考虑了水汽通量以及水汽含量等气象要素的变化，即水汽通量散度以及水汽含量的变化量，在精准估算蒸散发方面具有较大的优越性，为获取长时间序列、高分辨率的蒸散发数据提供可靠参考，并且对于探究干旱区水汽来源、区分本地蒸散发形成的水汽和外界输送的水汽有重要意义。的水汽和外界输送的水汽有重要意义。的水汽和外界输送的水汽有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种干旱地区蒸散发的评估方法及系统


[0001]本专利技术是关于气象研究领域，特别是关于一种干旱地区蒸散发的评估方法及系统。

技术介绍

[0002]蒸散发(Evapotranspiration，ET)包括土壤、水面的蒸发和植被蒸腾，是地表水量平衡和热量平衡的重要参量，也是植被生长状况与作物产量的重要指标。长期以来，陆面蒸散发是水文循环中最难直接测量的成分之一。
[0003]传统的蒸散估算方法多是基于气象观测站点的单点计算，包括蒸渗仪法、波文比
‑
能量平衡法、空气动力学法和涡度相关仪法等。传统的蒸散估算方法虽然能提供相对准确的测量结果，但无法满足大区域研究的需求。近些年来，遥感技术的应用为蒸散发测量开辟了新的途径，通过遥感反演的方法，能够定量估算区域的蒸散发。目前使用较多的是将遥感数据同陆地水量平衡法结合，根据陆地水量平衡公式ET＝P
‑
R
‑
TWSC计算蒸散发，其中ET是蒸散发(mm)，P是降水(mm)，R是径流(mm)，TWSC是陆地水储量的变化(mm)。通过陆地水量平衡公式计算出的蒸散发的准确性受到降水、径流和陆地水储量的可靠程度的影响，目前该方法在估算蒸散发方面依然存在较大的不确定性，估算的蒸散发有待进一步验证。目前水量平衡法也存在一定的时间滞性，该方法估算的蒸散发在干旱区难以刻画干旱区蒸散发的时空变化规律。
[0004]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种干旱地区蒸散发的评估方法及系统，其能够在传统陆地水量平衡方法中引入大气水循环，可以实现对干旱区水汽来源、本地蒸散发形成的水汽和外界输送水汽的有效识别，并实现干旱区蒸散发的精准估算。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种干旱地区蒸散发的评估方法，所述方法包括：
[0007]根据降水量、水汽通量散度以及水汽含量的变化量计算第一目标地的目标蒸散发；
[0008]从多种遥感数据中获取第一目标地的气象要素；
[0009]基于所述气象要素获取已知蒸散发；
[0010]以所述已知蒸散发作为基准评估所述目标蒸散发的准确度。
[0011]优选的，所述方法还包括：根据公式一计算目标蒸散发ET：
[0012][0013]其中，P是降水量、是水汽通量散度，ΔW/Δt为水汽含量的变化量。
[0014]优选的，多种遥感数据包括：GLDAS，ERA5，GLEAM以及青藏高原数据中的气象要素。
[0015]优选的，所述气象要素包括：GLDAS中的第一蒸散发、第一降水量、第一径流，ERA5中的第二蒸散发、第二降水量、第二径流、第二水汽通量散度、第二水汽含量，GLEAM中的第三蒸散发，以及青藏高原数据中的第四蒸散发。
[0016]优选的，从遥感数据中获取第一目标地的目标蒸散发后，所述方法包括：将GLDAS，ERA5，GLEAM以及青藏高原数据中的气象要素的空间分辨率均转换为0.5
°×
0.5
°
。
[0017]优选的，所述方法还包括：
[0018]根据公式二及公式三分别计算第一中间变量A1的函数值f(x,y1)及第二中间变量A2的函数值f(x,y2)：
[0019][0020][0021]根据公式四计算空间分辨率为0.5
°×
0.5
°
的变量B的函数值f(x,y)：
[0022][0023]其中x，y分别表示气象要素的横坐标与纵坐标，Q
11
,Q
21
,Q
12
,Q
22
分别表示空间分辨率统一前的已知坐标(x1,y1),(x2,y1),(x1,y2),(x2,y2),Q
11
,Q
21
,Q
12
,Q
22
对应的函数值为f(Q
11
),f(Q
21
),f(Q
12
),f(Q
22
)。
[0024]优选的，根据公式五计算所述水汽含量的变化量ΔW/Δt：
[0025]ΔW/Δt＝W
i
‑
W
i
‑1ꢀꢀꢀ
公式五；
[0026]其中，W
i
是第i个月的水汽含量，W
i
‑1是第i
‑
1个月的水汽含量。
[0027]优选的，所述方法还包括：将Z坐标的水汽通量转化为P坐标的水汽通量。
[0028]优选的，所述方法还包括：基于R2和RMSE两种评估指标评估所述目标蒸散发的准确度。
[0029]在本专利技术的一实施方式中，提供一种干旱地区蒸散发的评估系统，所述系统包括：实现如上任一所述的干旱地区蒸散发的评估方法的装置。
[0030]与现有技术相比，根据本专利技术针对干旱地区蒸散发的评估方法相较于陆地水量平衡法考虑了水汽通量以及水汽含量等气象要素的变化，即水汽通量散度以及水汽含量的变化量，在精准估算蒸散发方面具有较大的优越性，为获取长时间序列、高分辨率的蒸散发数据提供可靠参考，并且对于探究干旱区水汽来源、区分本地蒸散发形成的水汽和外界输送的水汽有重要意义。
附图说明
[0031]图1是根据本专利技术一实施方式的干旱地区蒸散发的评估方法流程图；
[0032]图2是根据本专利技术一实施方式的水汽通量的计算模型示意图；
[0033]图3是根据本专利技术一实施方式的空间分辨率转换模型示意图；
[0034]图4A
‑
4L是根据本专利技术一实施方式的多种蒸散发与四种遥感数据提供的已知蒸散发的相关性散点图；
[0035]图5A
‑
5L是根据本专利技术一实施方式的多种蒸散发与四种遥感数据提供的2003
‑
2017年已知蒸散发月数据相关系数的空间分布图；
[0036]图6A
‑
6G是根据本专利技术一实施方式的多种蒸散发与四种遥感数据提供的2003
‑
2017年已知蒸散发的空间分布图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0038]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0039]如图1所示，根据本专利技术优选实施方式的一种干旱地区蒸散发的评估方法，所述方法包括：
[0040]步骤101，根据降水量、水汽通量散度以及水汽含量的变化量计算第一目标地的目标蒸散发。具体的，根据本专利技术实施例所应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种干旱地区蒸散发的评估方法，其特征在于，所述方法包括：根据降水量、水汽通量散度以及水汽含量的变化量计算第一目标地的目标蒸散发；从多种遥感数据中获取第一目标地的气象要素；基于所述气象要素获取已知蒸散发；以所述已知蒸散发作为基准评估所述目标蒸散发的准确度。2.如权利要求1所述的干旱地区蒸散发的评估方法，其特征在于，所述方法还包括：根据公式一计算目标蒸散发ET：其中，P是降水量、是水汽通量散度，ΔW/Δt为水汽含量的变化量。3.如权利要求1所述的干旱地区蒸散发的评估方法，其特征在于，多种遥感数据包括：GLDAS，ERA5，GLEAM以及青藏高原数据中的气象要素。4.如权利要求3所述的干旱地区蒸散发的评估方法，其特征在于，所述气象要素包括：GLDAS中的第一蒸散发、第一降水量、第一径流，ERA5中的第二蒸散发、第二降水量、第二径流、第二水汽通量散度、第二水汽含量，GLEAM中的第三蒸散发，以及青藏高原数据中的第四蒸散发。5.如权利要求4所述的干旱地区蒸散发的评估方法，其特征在于，从遥感数据中获取第一目标地的目标蒸散发后，所述方法包括：将GLDAS，ERA5，GLEAM以及青藏高原数据中的气象要素的空间分辨率均转换为0.5
°×
0.5
°
。6.如权利要求5所述的干旱地区蒸散发的评估方法，其特征在于，所述方法还包括：根据公式二及公式三分别计算第一中间变量A1的函数值f(x,y1)及第二中间变量A2的函数值f(x,y2)：)：根据公式四计算空间分辨率为0.5
°×
0.5
°
的变量B的函数值f(x,y)：...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浏，王宣宣，程泳铭，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：