区域蒸散发研究综述-期刊.pdfVIP

第：章水循环机理与过程 ·69· 区域蒸散发研究综述 赵长森。2夏军1占车生1 (1．中国科学院地理科学与资源研究所北京100101；2中国科学院研究生院北京100039) 捕要 区域蒸傲发的研究是区域木循环模型构建中的蕈要一环，其模拟手段的连取是否合理直接映定着永循环 横型曲计算效率．其模拟精度的高低直接决定着木循环模型输出结果的精度。丰文从观测仅器到模拟方法，舟颦 了区域燕散发研究的进晨情况：观测仪器中只有阿烁通量仪可以直接测定面元的薷散发．计算方法中遥感反演区 域燕敢发是现在研究的热点，其中垒暹摩法(全部依章遥感信息)是未来学柬界研究的趋势所在．但日前由于 大气不确定性等原目的存在，研究受到阻碍，只有积板转变研究思路，引进新的技术方法。才能突破研究瓶颈， 开创新的研究局面。 关键词区域薰敢发仪器模型 1引言 出综合考虑风、空气温度、湿度对蒸发影响的道尔顿蒸发定律后，蒸发的理论计算才具有明确的物理意义， 道尔顿蒸发定律对近代蒸发理论的创立有着决定性的作用。20世纪50年代，苏联学者提出大区域平均蒸发 量的气候学估算公式及根据地球水鼍平衡原理的流域蒸发计算的水量平衡法。其精度主要取决于水量平衡方 程式中各分量测量的精度，取决于所确定的封闭地域系统中内外水分交换值测量的精度。70年代初以来， 国外开始利用遥感信息计算区域蒸发：多时相、高分辨率、多频潜及多倾斜角度的卫星遥感资料能够客观地 反映出—F垫面的几何结构和热湿状况，特别是表面热红外温度能够较客观地反映出近地层湍流热通量大小和 下垫面的干湿差异。即土壤含水量的水平非均匀状况。国内在利用卫星遥感资料估算非均匀陆面区域蒸发 (敢)量方面起步较晚。起初的研究是用卫星遥感资料来推算各种地表特征参数，例如．地表反射率、ND— vI、地表温度等。进入21世纪以来，全部依靠遥感数据(或结台少量地面资料)来进行区域蒸散发反演的 模型成为学术界研究的热点。 2区域蒸散发测量计算常用仪器 蒸散发测量仪器比较多，水文气象部门常用的水面蒸发器有620型、6S0套盆式、E601型蒸发器、大 型水面蒸发池；目前广泛应用于地表通量研究的仪器有蒸渗仪、波文比仪、涡度相关仪和闪烁通量仪。在所 有仪器中，只有闪烁通量仪的测量结果可以直接代表区域蒸散发，其他仪器的测量尺度都是点，需要建立区 域内测量站尉借助于数理方法进行综合计算才能得到区域蒸散发。下面主要介绍后三种。 2．1波文比仪 通量(LE)之比。波文比方法是基于无平流条件下显热交换系数h和潜热交换系数t相等的假设(即屯 =k。)。大量研究结果表明，在有平流和非均匀下垫面情况下，k乒k．，此时渡文比方法测量的精度差或者 失效。波文比方法简单，精度比较高，因而可作为常规观测，但波文比观测要求下垫面均匀并且无平流影 响，否则数据误差很大甚至不可用，这也就局限了波文比法的使用范围。波文比有较好的物理基础，使用简 单，于是许多学者希望能找到一些方法来对渡文比方法进行修正，以便在有平流的情况下也能使用波文比方 法．但至今未得到令人满意的结果。波文比方法测量尺度：点。 院知识创新工程资助项目(KZCX2一SW一317／KZCXl—09—02)。 ac_棚 oca．05b@i护“n ·70· 第一篇基础理论 2．2涡度相关仪 了一系列的改进，形成了今天的涡度相关仪。涡度相关方法能通过测量各种属性的湍流脉动值来直接测量它 们通量．和其他方法相比，它并不是建立在经验关系基础之上，或从其他气象参量推论而来，而是建立在所 依据的物理原理之上，因而是一种直接测量乱流通量的方法，不受平流条件限制，是各种方法中较精密而可 靠的方法。其缺点是需要比较灵敏的仪器系数和较大量的数字处理，而且它只是一种技术，并不涉及到通量 输送过程的主要物理和生理因素。再者．涡度相盖仪测量的是局地值，要获得面元上的观测值需要建立观测 网。由于脉动观测仪器比较昂贵及其他条件的限制，不可能进行大范围、长时间的观测。多数研究中，都是 将涡度相关技术作为一种标准值，将其他的方法与它进行比较。涡度相关仪测量尺度：点。 2．3闪烁通量仪 器。它是唯一一种能直接测量面元太小的显热通量仪器，其测量结果可直接代表区域蒸散发。与涡度相关仪 不同的是：涡度相关仪是直接测量，而闪烁通量仪是建立在莫宁奥布赫夫的半经验相似理论