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SEBS模型在塔克拉玛干沙漠地区地表能量通量估算中的应用

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干旱区资源与环境 2019年第7期33卷 128-133页

作者：齐斐斐刘永强买买提艾力.买买提依明杨帆霍文杨兴华何清新疆大学资源与环境科学学院乌鲁木齐830046 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所乌鲁木齐830002 新疆气象局乌鲁木齐830002

利用SEBS(Surface Energy Balance System)模型,对塔克拉玛干沙漠及周边地区的地表能量通量进行模拟估算。通过修正适合于塔克拉玛干沙漠地表的参数化方案,结合该地区的MODIS遥感数据,将同期同化气象资料输入模型中,模拟出该地区的地表... 详细信息

利用SEBS(Surface Energy Balance System)模型,对塔克拉玛干沙漠及周边地区的地表能量通量进行模拟估算。通过修正适合于塔克拉玛干沙漠地表的参数化方案,结合该地区的MODIS遥感数据,将同期同化气象资料输入模型中,模拟出该地区的地表净辐射、地表土壤热通量、感热通量和潜热通量的空间分布。与塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站的实测数据对比,得出:1)SEBS模型在塔克拉玛干沙漠地区具有适用性;2)模型反演的沙漠腹地净辐射约为350W/m^2,感热通量在200W/m^2左右,潜热通量在±20W/m^2之间,其结果均与塔中站实测资料吻合较好。因此利用参数修正后的SEBS模型估计塔克拉玛干沙漠地区能量平衡各分量具有一定精度,可满足区域地表能量通量的计算要求。

关键词： SEBS模型地表参数地表能量通量塔克拉玛干沙漠

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黑河实验区非均匀地表能量通量的数值模拟

高原气象 2001年第2期20卷 132-139页

作者：阎宇平王介民 M.Menenti 苏中波中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000 Winand Staring Center

利用三维非静力RAMS模拟研究了黑河实验区非均匀地表能量通量 ,模拟结果表明 :绿洲地表净辐射通量较沙漠戈壁大 ;绿洲及沙漠戈壁下垫面上的Bowen比分别为 0 .4和 4.0 ;夜间绿洲上整晚维持蒸发 ,并有负感热通量。模拟结果与测站实测结果... 详细信息

利用三维非静力RAMS模拟研究了黑河实验区非均匀地表能量通量 ,模拟结果表明 :绿洲地表净辐射通量较沙漠戈壁大 ;绿洲及沙漠戈壁下垫面上的Bowen比分别为 0 .4和 4.0 ;夜间绿洲上整晚维持蒸发 ,并有负感热通量。模拟结果与测站实测结果及卫星反演值的对比研究指出 ,RAMS对绿洲下垫面潜热通量的模拟和对沙漠戈壁下垫面感热通量的模拟与实测基本一致。卫星遥感反演及数值模拟方法对净辐射的估算与实测较吻合 ,绿洲地表感热通量的卫星反演值较数值模拟结果更接近于实际 ,但潜热通量的模拟值则较卫星估算值更接近于实际 ;沙漠戈壁地表则是感热通量的模拟值较卫星反演值更接近于实际。上述分析为今后结合卫星遥感改进RAMS陆面过程参数化。

关键词： RAMS 地表能量通量卫星遥感反演黑河实验区数值模拟

青藏高原多年冻土区土壤冻融过程对地表能量通量的影响研究

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高原气象 2016年第3期35卷 608-620页

作者：葛骏余晔李振朝解晋刘川昝蓓蕾中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室兰州730000 中国科学院大学北京100049 中国科学院平凉陆面过程与灾害天气观测研究站平凉744015

利用国家重大科学研究计划项目"青藏高原沙漠化对全球变化的响应"北麓河站2014-2015年陆面过程观测资料,根据5 cm土壤日最高和最低温度将冻土分为融化过程、完全融化、冻结过程和完全冻结四个阶段,分析了地表感热通量Hs、潜热通量LE、... 详细信息

利用国家重大科学研究计划项目"青藏高原沙漠化对全球变化的响应"北麓河站2014-2015年陆面过程观测资料,根据5 cm土壤日最高和最低温度将冻土分为融化过程、完全融化、冻结过程和完全冻结四个阶段,分析了地表感热通量Hs、潜热通量LE、地表土壤热通量G_0和波文比在不同冻融阶段的季节和日变化特征,并探讨了土壤冻融过程对地表能量及其分配的影响。结果表明,波文比和G_0的季节变化受土壤冻融阶段转变的影响显著,其中土壤完全融化使波文比减小,G_0变为正值;土壤冻结使波文比增大,G_0变为负值。冻结过程对Hs和LE变化趋势的影响不明显,但是使波文比显著增大;融化过程使Hs停止增长并出现减小趋势,使LE增大,从而使波文比显著减小。Hs的日变化在不同冻融阶段差异较小。LE的日变化主要与浅层土壤含水量的大小和日变化有关,其中完全融化和完全冻结阶段土壤含水量的日变化较小,土壤含水量越大,LE越大;在融化过程和冻结过程阶段,土壤含水量的日变化较大,且与R_(net)的日变化相反,限制了LE的增长。在冻结过程阶段,受冻融过程的影响,G_0的日变化小于其他阶段。

关键词：多年冻土冻融过程地表能量通量波文比

青藏高原典型下垫面地表能量通量的模型估算与验证

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高原气象 2018年第6期37卷 1499-1510页

作者：胡媛媛仲雷马耀明邹宓君黄子煜徐可飘冯璐中国科学技术大学地球和空间科学学院安徽合肥230026 中国科学院青藏高原研究所北京100101 中国科学院大学北京100101 中国科学院青藏高原环境变化与地表过程重点实验室北京100101 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 中国气象局广州热带海洋气象研究所广东广州510080

青藏高原地区地表能量通量的估算与验证对高原及其周边地区能量和水循环研究具有重要意义,地表能量平衡系统SEBS(Surface Energy Balance System)模型为研究高原非均匀地表区域地表能量通量提供了一种行之有效的方法。基于中国科学院那... 详细信息

青藏高原地区地表能量通量的估算与验证对高原及其周边地区能量和水循环研究具有重要意义,地表能量平衡系统SEBS(Surface Energy Balance System)模型为研究高原非均匀地表区域地表能量通量提供了一种行之有效的方法。基于中国科学院那曲高寒气候环境观测研究站(简称那曲站)、中国科学院纳木错多圈层综合观测研究站(简称纳木错站)和中国科学院珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站(简称珠峰站) 2008年辐射资料、大气边界层塔站观测资料,结合MODIS卫星数据,利用SEBS模型估算地表能量通量,并用站点地表能量通量观测资料进行验证。结果表明,模型估算的感热通量和土壤热通量与站点实测值具有较好的一致性,且感热通量和土壤热通量的估算精度明显优于潜热通量;感热通量的估算精度最高,那曲站、纳木错站和珠峰站的均方根误差分别为54. 98,37. 37和27. 10 W·m^(-2);而模型估算的潜热通量验证结果偏差较大和站点实测数据存在"能量不闭合"问题相关。鉴于在地表能量通量观测中广泛存在"能量不闭合"的问题,利用波文比校正方法校正站点实测潜热通量。研究表明波文比校正方法可以明显改善地表通量观测数据"能量不闭合"的问题,那曲站、纳木错站和珠峰站的能量闭合率分别提高了19. 4%,21. 4%和19. 1%;与原始站点实测潜热通量相比,校正后的潜热通量与SEBS模型估算结果一致性较好,3个站点潜热通量的均方根误差分别减少了6. 78,33. 48和29. 30 W·m^(-2)。

关键词：青藏高原地表能量平衡系统(SEBS)模型波文比校正法能量闭合率地表能量通量

SEBS模型在黄淮海地区地表能量通量估算中的应用

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高原气象 2006年第6期25卷 1092-1100页

作者：何延波 Zhongbo Su LI Jia 王石立中国气象局国家气象中心北京100081 International institute for Geo-Informatlon Science and Earth Observation （ITC） Hengelosestraat 99 P.O. Box 6 7500 AA Ensehede The Netherlands Alterra GreenWorld Research Wageningen University and Research Centre Droevendaalsesteeg 3 P. O. Box 47 6700 AA WageningenThe Netherlands 中国气象局中国气象科学研究院北京100081

在对SEBS模型的有关参数进行订正的基础上,利用MODIS遥感数据结合地表气象观测数据,对黄淮海地区地表能量通量进行了估算。将SEBS估算结果先与北京顺义定量遥感综合试验(QRSLSP/Shunyi)实测结果进行对比分析,然后与郑州的大孔径闪烁仪(L... 详细信息

在对SEBS模型的有关参数进行订正的基础上,利用MODIS遥感数据结合地表气象观测数据,对黄淮海地区地表能量通量进行了估算。将SEBS估算结果先与北京顺义定量遥感综合试验(QRSLSP/Shunyi)实测结果进行对比分析,然后与郑州的大孔径闪烁仪(LAS)观测的感热通量进行对比分析。结果表明,SEBS估算的通量与二者的实测结果相当一致。因此,利用改进后的SEBS模型估算的黄淮海地区地表能量通量具有一定的精度,可满足区域日蒸散量计算等的需求。

关键词：黄淮海地区 SEBS模型地表能量通量 MODIS遥感资料

卫星遥感结合数值模式估算金塔绿洲非均匀地表能量通量

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高原气象 2012年第4期31卷 910-919页

作者：孟宪红吕世华中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室

针对遥感在面上计算的特点,将模式模拟的气象要素区域分布替代以往使用的单点观测值作为遥感估算蒸散发模型的初始场,引入到SEBS(Surface Energy Balance System)模型中,利用EOS/MODIS遥感资料对金塔绿洲非均匀下垫面地表能量通量进行... 详细信息

针对遥感在面上计算的特点,将模式模拟的气象要素区域分布替代以往使用的单点观测值作为遥感估算蒸散发模型的初始场,引入到SEBS(Surface Energy Balance System)模型中,利用EOS/MODIS遥感资料对金塔绿洲非均匀下垫面地表能量通量进行了估算。对比估算结果与实测值表明,引入数值模拟结果后,绿洲地表感热通量的估算误差平均减小了5.8%,潜热通量的误差平均减小了5.5%,说明数值模拟结果的引入比较成功。通过分析地表通量的区域分布特征表明,数值模拟结果的引入在一定程度上更加细致地刻画了荒漠绿洲能量平衡的分布特征,在戈壁荒漠地区,潜热通量非常小,而绿洲集中的地区及水库附近出现了潜热通量的极大值。

关键词：地表能量通量蒸散发遥感反演金塔绿洲数值模拟

黑河中游非均匀地表能量通量的卫星遥感参数化

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中国沙漠 2004年第4期24卷 392-399,i001,i002页

作者：马耀明马伟强李茂善孙方林王介民中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室甘肃兰州730000

对黑河中游非均匀地表区域地表能量通量和蒸发(或蒸散)的研究是一个十分重要但又是一个难点问题。文中提出了2个基于卫星遥感和地面观测的参数化方案,并把其用于黑河中游地区。同时利用2个景的陆地资源卫星LandsatTM资料进行了分析研究... 详细信息

对黑河中游非均匀地表区域地表能量通量和蒸发(或蒸散)的研究是一个十分重要但又是一个难点问题。文中提出了2个基于卫星遥感和地面观测的参数化方案,并把其用于黑河中游地区。同时利用2个景的陆地资源卫星LandsatTM资料进行了分析研究,得到了一些有关非均匀地表的沙漠化地区的区域地表特征参数、植被参数和地表能量通量的新概念。文章最后还讨论了所提出的参数化方案的适用范围和所需的改进之处。

关键词：非均匀地表地表能量通量地面观测黑河中游地区 Landsat TM:

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广州地表能量通量研究

安徽农业科学 2011年第21期39卷 12789-12792,12926页

作者：彭军超郑艳伟王剑广东科技学院广东东莞523083 广州地理研究所广东广州510070

以广州市为研究区域,利用1990和2006 TM数据以及2000 ETM+数据,借助SEBAL模型反演的地表温度以及地面气象站点数据得到了研究区地表显热及潜热能量通量。这除了对非渗透表面与地表能量通量各分量之间关系的研究具有必要性意义外,对于具... 详细信息

以广州市为研究区域,利用1990和2006 TM数据以及2000 ETM+数据,借助SEBAL模型反演的地表温度以及地面气象站点数据得到了研究区地表显热及潜热能量通量。这除了对非渗透表面与地表能量通量各分量之间关系的研究具有必要性意义外,对于具有复杂地表的城市的能量蒸散发研究也有重要意义。

关键词： SEBAL 地表能量通量广州市

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基于星地观测的徐州地区地表能量通量研究

基于星地观测的徐州地区地表能量通量研究

作者：陈琦中国矿业大学

学位级别：硕士

地表能量平衡是研究地球—大气系统的关键问题之一,地气间的通量的直接观测可以准确获取地表与大气之间的能量交换,其中塔基涡动相关技术可以长期地、高精度地直接监测地表与大气间的通量交换,但区域较小,无法做区域尺度上的观测与分析... 详细信息

地表能量平衡是研究地球—大气系统的关键问题之一,地气间的通量的直接观测可以准确获取地表与大气之间的能量交换,其中塔基涡动相关技术可以长期地、高精度地直接监测地表与大气间的通量交换,但区域较小,无法做区域尺度上的观测与分析。随着遥感技术的发展,遥感技术在区域尺度上的通量交换研究中发挥越来越重要的作用。本文以2017年018年徐州市的地表能量通量交换特征为研究对象,首先基于徐州市中国矿业大学内的塔基涡动相关(EC)系统观测数据,通过涡动相关技术原理计算通量,并且进行数据的质量控制得到地表能量通量结果。随后以遥感技术为主要手段,提取地表特征参数,使用SEBS(Surface Energy Balance System)模型估算徐州市的地表能量通量。联合EC系统观测结果与SEBS模型估算结果,验证SEBS模型的准确性,在此基础上实分析了徐州市地表能量通量的时间变化特征、空间分布特征以及典型区域(城区、湖泊、农田)的地表能量通量分配特征。本文的主要结论如下:(1)净辐射(R)、潜热热通量(Q)和土壤热通量(Q)均呈现夏季最高、冬季最低的特征,而感热通量(Q)在春季最大。整体上看,此观测塔附近,R转化为Q最多(42.74%),其次是Q(34.53%),而占比Q最小。R、Q和Q的日变化规律几乎同步,均在正午时达到高峰,在夜间保持低值。而土壤热通量(Q)在7:00前是下降趋势,7:00至16:00时上升趋势,趋势的转折点一般在日出后和日落前。Q与不同深度的土壤温度差相关系数为0.97。(2)以EC系统观测数据为真实值,验证SEBS模型,发现SEBS模型估算结果R和Q的精度较高,拟合程度最好,而Q和Q精度较低。参数敏感性分析结果发现,SEBS模型输出结果R和Q对地表比辐射率、地表反照率、地表温度和大气温度敏感度较高,Q和Q对大气压、地表温度、大气温度、风速以及相对湿度敏感度较高。(3)从空间分布上看,水体的净辐射和潜热通量最大,城区的潜热通量最低,水体的感热通量最低,城区的Q和Q最高。不同区域的地表能量通量分配特征不同,城区的Q占比小于湖泊和农田区域,湖泊的Q占比最高(70%以上)。湖泊区域的Q在春季为负,小于其他季节,秋季为正,这是湖泊区域特有的现象。该论文有图43幅,表8个,参考文献89篇。

关键词：地表能量通量涡动相关技术 SEBS模型