确定蒸散量的方法技术

本发明专利技术公开了一种确定蒸散量的方法，包括以下步骤：S1、采集待检测区的气象数据；S2、分别用两种或三种模型来计算蒸散量，所述两种或三种模型中，其中一种为彭曼模型，另一种或两种为经验模型；S3、利用所述彭曼模型对经验模型进行标定，提出一组回归标定系数，利用所述标定系数标定所述经验模型；S4、对标定的经验模型进行比对验证。本发明专利技术分区域进行蒸散量估算，并采用彭曼模型对经验模型进行校准，不仅提高了经验模型估算蒸散量的精度，而且有利于气象数据稀缺地区的蒸散量的快速估算，进而为估算农业需水量、监测干旱和指导灌溉等提供重要的技术依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水文气象
，特别是涉及一种。
技术介绍
作为干旱发生过程中的重要特征参数之一，蒸散量的精确估算对于及时了解农业旱情有着重要的作用。蒸散量的估算目前主要有两种方法，第一种是基于气象数据的物理模型，如彭曼模型；第二种是基于能量或水量平衡方程。其遥感估算也是在这两种方法的基础上，对其中的某些参数采用遥感手段获取，进而间接估算蒸散量。目前利用气象数据估算蒸散量的模型主要是彭曼模型，S卩FA056-Penman Monteith (简称FA056-PM)，该模型考虑了温度、饱和水汽压差和风速等蒸散量过程中的重要气象参数，因此具有较高的精度，被许多研究学者作为标准采用，联合国粮农组织也采用该模型。然而，虽然该模型精度较高，但所需气象资料繁多，难于获取，在气象资料匮乏地区，实际研究应用中不便推广。所以，需要参数较少的经验模型得到较大的关注。经验模型是指根据待测变量和实测数据之间的经验统计关系而得到的模型，在这样的模型中，变量之间的关系是通过对数据进行统计拟合获取。ETtl(表示参考蒸散量)是天气参数的函数，一系列包括物理的、经验的和半经验的方法已经用来评估蒸散量(可参见Penman，1948 ；Thornthwaite, 1948 ；Monteith, 1965 ；Priestly 禾口 Taylor,1972 ；Hargreaves, 1974 ；Linacre,1977 ；Hargreaves 等， 1985 ;Qiu，1996等文献)。精确和简单适用是估算蒸散量的两个关键需求(Dinpashoh， 2006 ；Gao 等，2007 ；Gavilan 等，2006 ；Pereira 和 Pruitt，2004 等文献)。对于经验方法， Thornthwaite (可参见 Thornthwaite, 1948 文献)禾口 Hargreaves (可参见 Hargreaves 等， 1985文献)法只需要气温参数。这是方便的，因为在许多地区往往缺乏物理模型所需的太阳日照时数、风速和相对湿度等正确的气象资料。Thornttiwaite和Hargreaves方程在某个地区的应用需要进行当地校正。用一个方程校正或验证另一个方程的方法在世界上广泛运用(可参见 Alien 等，1998 ；Itenfisu 等，2003 ；Irmak 等，2OO3 等文献)。与标准的蒸渗仪测量值相比，大量的研究表明Penman-Monteith方程优于其它方法(可参见 Jensen 等，1990 ；Alien 等，1994a，b ；Lecina 等，2003 ；Lopez-Urrea 等，2006a， b等文献)。这种情况使得FAO把Penman-Monte ith方程作为标准来估算ETtl,并且推荐FAO Penman-Monteith方程来标定或验证其它ETtl方法(可参见Smith等，1991 ；Alien等，1998 ； (iavilto等，2006等文献)。该方程被证明能够较好地适用于许多气候条件(Allen等，1989 ； Smith, 1991 ；Lopez-Urrea 等，2006 等文献)。根据当地的条件，改进或评估经验模型的重要性不言而喻(可参见fevilto等， 2006文献)。因此，最近四五十年，改进的模型在世界范围内广泛提出(可参见Hargreaves φ, 1985 ；Hargreaves, 1994 ；Willmott 等，1985 ；Xu and Singh, 2001 ；Hargreaves禾口 Allen， 2003 ；Pereira和I^ruitt，2004等文献)。尽管中国近年来也开展了类似的研究(可参见Li 等，2002 ；^iang等，2008等文献)，但对于水资源匮乏的中国北方地区的研究还很少。Liu等Q006)基于华北的有限气象站点，采用FA0-56PM方程评估了几个经验模型，但研究区域还很局限。而经验的蒸散量模型如Hargreaves模型和Thornttiwaite模型，则因为模型简单， 精度较高的特点被广泛使用。不过这些经验模型的精度与FA056-PM标准模型相比还有一定的误差。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是如何快速提高蒸散量的估算精度。(二)技术方案本专利技术提供了一种，包括以下步骤Si、采集待检测区的气象数据；S2、分别用两种或三种模型来计算蒸散量，所述两种或三种模型中，其中一种为彭曼模型，另一种或两种为经验模型；S3、利用所述彭曼模型对经验模型标定，提出一组基于回归计算的标定系数，利用所述标定系数标定所述经验模型；S4、对标定后的经验模型进行对比验证。其中，步骤S2中，经验模型为Thornttiwaite模型和Hargreaves模型，或其中的任一种。其中，步骤Sl中，分区域采集气象数据。其中，步骤S2中，分别用两种或三种模型来计算各区域每个月的蒸散量。其中，步骤S3中，利用所述彭曼模型对经验模型标定，具体为利用彭曼模型计算出的蒸散量分别与经验模型估算出的蒸散量进行回归，分区域提出标定系数。其中，所述气象数据包括最高气温、最低气温、风速、相对湿度、降水量、日照时数、 经纬度和高程信息。(三)有益效果本专利技术分区域进行蒸散量估算，并采用彭曼模型对经验模型进行校正，不仅提高了经验模型估算蒸散量的精度，而且有利于气象数据稀缺地区的蒸散量的快速估算，进而为估算农业需水量、监测干旱和指导灌溉等提供重要的技术依据。附图说明图1为本专利技术的方法流程图；图2为待检测区的气象站点分布图；图3为本专利技术实施例所采用的中国北方FA056-PM模型和两个ET (表示蒸散量) 估算模型的关系；图4为两个改进后的ET模型估算蒸散量的验证比较结果； 具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施4例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。为了减少这种误差，本专利技术基于中国北方的气象数据，利用标准的FA056-PM对两个使用较广的Hargreaves和Thornttiwaite模型进行标定，对于干旱或半干旱的中国北方地区，分区域(华北、西北和东北)提出一组不同区域的经验模型校正系数，进而改进了两个经验模型，并利用一些气象站点进行验证应用，从而提高蒸散量的估算精度。图1示出了本专利技术实施例的流程图，如图1所示，一种准确快速估算蒸散量的方法包括以下步骤Si、待检测区数据的采集共采用中国北方的296个气象站点(如图2所示)的37年(1996-2002年)的气象数据，包括最高、最低气温，风速、相对湿度、降水、日照时数、经纬度和高程信息等数据。 其中的276个站点用于回归计算，即根据标准的FA0-56PM方程来标定两个经验模型(即图 2中的“回归站点”)，其它20个站点(如表1所示)用来验证标定后的经验模型(即图2 中的“验证站点”)。表1三个气候区各省/直辖市的气象站点数验证站点纬度 η经度 (°)海拔 (m)省/直辖市站点数 (SA)总站点数SA (验证站点数 SA)地区石家庄38.00114.4281河北1971 (5)华北济南36.60117.0552山东18郑州34.72113.65110河南1本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种确定蒸散量的方法，其特征在于，包括以下步骤：Ｓ１、采集待检测区的气象数据；Ｓ２、分别用两种或三种模型来计算蒸散量，所述两种或三种模型中，其中一种为彭曼模型，另一种或两种为经验模型；Ｓ３、利用所述彭曼模型对经验模型标定，提出一组基于回归计算的标定系数，利用所述标定系数标定所述经验模型；Ｓ４、对标定后的经验模型进行对比验证。

【技术特征摘要】
1.一种确定蒸散量的方法，其特征在于，包括以下步骤51、采集待检测区的气象数据；52、分别用两种或三种模型来计算蒸散量，所述两种或三种模型中，其中一种为彭曼模型，另一种或两种为经验模型；53、利用所述彭曼模型对经验模型标定，提出一组基于回归计算的标定系数，利用所述标定系数标定所述经验模型；54、对标定后的经验模型进行对比验证。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，经验模型为Thornttwaite模型和Hargreaves模型，或其中的任一种。3.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王桥，赵少华，张峰，杨海军，聂忆黄，刘思含，李营，
申请(专利权)人：环境保护部卫星环境应用中心，
类型：发明
国别省市：11