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[期刊] 自然资源学报
[作者]
张学梅 王自奎 沈禹颖 杨惠敏
参考作物蒸散量(ET_0)是评估区域植被耗水进而指导水资源优化管理所需的主要参数之一,但我国大部分地区标准化气象台站稀疏、部分研究点的气象资料通常难以获取,给ET_0的计算带来了很大困难。以地处内陆旱区的内蒙古河套灌区为例,利用该区4个标准气象站1981-2006年的气象资料,讨论了研究点在没有历史气象数据且现有气象数据不完备的情况下,采用临近台站气象数据估算ET_0的可靠性。估算方法分别为估算未知气象数据的FAO56Penman-Monteith方程(PM56)、基于临近台站气象数据校正的经验公式以及利用临近台站气象数据训练的人工神经网络模型。结果表明:(1)在完全没有气象数据的条件下,可采用临近站点的气象数据估算研究点的ET_0,平均绝对误差(MAE)为0.43～0.52 mm d~(-1),均方根误差(RMSE)为0.56～0.63 mm d~(-1);估算精度与台站间的距离有关,利用维度信息校正太阳辐射值可提高估算精度。(2)仅有最高和最低气温数据时,估算气象数据的PM56方程计算误差较大,且站点之间表现不稳定,人工神经网络模型的估算精度最高,MAE和RMSE分别为0.14～0.22mm d~(-1)和0.17～0.29 mm d~(-1);校正后的Hargreaves公式的估算效果次之,MAE和RMSE分别为0.23～0.26 mm d~(-1)和0.30～0.31 mm d~(-1)。(3)在已知温度和辐射数据时,利用临近台站气象数据训练的人工神经网络模型依然表现最好,MAE和RMSE分别为0.13～0.19 mm d~(-1)和0.17～0.25 mm d~(-1),其他两种方法误差较大。在内陆干旱条件下,利用研究点的气温数据结合临近台站的历史气象信息可有效估算参考作物蒸散发。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
吴文玉 孔芹芹 马晓群 石涛 何彬方 刘惠敏
蒸散的估算在区域能量平衡和水资源研究中具有重要意义,遥感技术发展促进了区域蒸散的研究。利用安徽省气象资料、MODIS数据产品及GIS背景信息,基于SEBAL模型,按1km空间分辨率进行了面尺度的安徽省日蒸散量估算,并在GIS空间分析模块的支持下对不同土地覆盖类型的日蒸散量进行统计分析。结果表明:遥感估算的蒸散量与利用Penman-Monteith公式计算的蒸散量比较,两者之间具有较好的相关性,遥感蒸散估算值整体偏小,不同土地利用类型的日蒸散量间差异显著。遥感蒸散估算方法在安徽省具有一定的实用性,需优化模型参数,以提高其进一步技术推广的前景。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
刘绍民 孙中平 李小文 刘昌明
以涡度相关法的实测资料为标准,对波文比—能量平衡法、空气动力学法、Penman-Monteith模型、Shuttleworth-Wallace模型进行对比研究,并分析了各种方法的精度和灵敏度。结果表明:Penman-Monteith模型和波文比—能量平衡法的精度最高,Shuttleworth-Wallace模型和空气动力学法的精度较差。Penman-Monteith模型的稳定性较好,波文比—能量平衡法受Δe和ΔT观测精度的影响大,风温湿观测高度以及下垫面是否均一对空气动力学法影响较大,Shuttleworth-Wallace模型对各类阻抗较为敏感。
[期刊] 资源科学
[作者]
张长春 王晓燕 邵景力
蒸散(发)量是水资源相互转化过程中非常重要但又难以定量确定的要素之一。SEBS(SurfaceEnergyBalanceSystem)模型是20世纪末期发展起来的利用遥感数据计算区域蒸散(发)量的重要模型,利用该模型可以在较少地面信息的情况下获得蒸散(发)量的区域分布信息。本文采用SEBS模型,利用NOAA数据对我国重要的粮食和石油生产基地黄河—三角洲区域蒸散发量进行了研究。结果表明,黄河三角洲黄河两岸、黄河故道和滨海等地蒸散发量较大,年平均蒸散发量570mm～860mm,蒸散发量的峰值出现在6、7、8几个月份,每年的元月份是蒸散发量的低值期。计算结果与实际情况相符,说明遥感手段研究黄河三角洲...
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
迟道才 王晓瑜 张瑞 刘丽 李帅莹 崔屾
参考作物蒸发蒸腾量(ET0)是计算作物需水量和进行灌溉预报的基础要素。利用天气预报可测因子和Penman Monteith公式计算ET0,分别建立多元线性回归模型(MLR)和自适应神经模糊推理系统模型(ANFIS),两种方法的估算值与Penman Monteith公式计算值没有明显的差异,自适应神经模糊推理系统预测值相对于多元线性回归模型具有整体吻合度好,相关性高。两种预测模型的输入项完全可以从当前短期气象预报中获得,程序运行操作简单,具有实用价值,为实时灌溉预报提供了理论基础。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
周瑶 张鑫 徐静
使用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算了青海省东部农业区7个气象代表站的逐日参考作物蒸散量(ET0),运用多窗谱方法(MTM)对青海省东部代表站的ET0的变化周期进行了分析,同时,分析了影响ET0的主要气象要素的变化趋势,运用基于偏导数的敏感系数法分析了生长季ET0对气温、日照时数、相对湿度、风速的敏感性,结果表明,青海省东部农业区的7个站点有比较一致的19.23～22.22 a的周期;整个东部农业区的气温(最高温度、最低温度、平均温度)呈明显的上升趋势,日照时数、风速、相对湿度则随纬度的变化而趋势不同,北纬36°以南的两个站日照时数、风速均有增加的趋势,相对湿度则减小,以北的...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
符静 秦建新 黎祖贤 张中波 胡顺石
作为重要的水文气象参数,参考作物蒸散量(ET_0)在全球生态系统中发挥重要作用。为深化认识湿润气候区ET_0变化,基于湖南省87个气象站1960~2015年逐月气候资料,应用Penman-Monteith(P-M)模型估算ET_0,利用线性趋势、Mann-Kendall检验、反距离加权插值等分析了ET_0及主要气候因子的时空变化,采取逐步回归函数来确定P-M方程所涉及的气候因子对ET_0变化的贡献。研究表明:年均ET_0降幅为-3.346 mm/10 a,日照时数和风速下降是ET_0减少的主要原因,而相对湿度下降提高了ET_0。春、夏、秋、冬四季ET_0变化幅度分别为2.966、-5.451、-0.922、-0.207 mm/10 a,春季ET_0增加是由相对湿度下降和最高气温上升引起的,夏、秋、冬三季ET_0减少主要与日照时数和风速下降有关。风速、相对湿度、日照时数呈下降趋势,而气温、降水、湿润指数呈上升趋势,后者表明气候暖湿化趋势。气候变化背景下ET_0显示出不同时间尺度(年、季)空间分布的多样性。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
杨聪,于静洁,宋献方,夏军,刘昌明
短时段参考作物蒸散量的估算是研究华北山区小尺度范围内的水分循环和转化的重要环节。因受观测条件的限制,北方半湿润半干旱山区短时段参考作物蒸散量的研究相对较少。本文利用FAOPenman-Monteith公式、FAOPenman修正式和Priestley-Taylor公式对华北山区东台沟小流域观测到的4个月的气象数据进行了逐日的参考作物蒸散量计算,结果显示,FAOPenman修正式的计算值比FAOPenman-Monteith公式的计算值平均偏大16%左右,而且经过统计分析,它们具有很好的相关性,即在代表流域内使用FAOPenman修正式计算出参考作物蒸散量之后,再乘以一个折算系数(如0.84),即可得到与FAOPenman-Monteith公式的计算值较为相近的结果;而Priestley-Taylor公式的计算值与FAOPenman-Monteith公式的计算值相比,差异比较显著。分析其原因,我们认为是由于Priestley-Taylor公式没有考虑空气动力项对参考作物蒸散量的影响。因此,如果在华北山区使用Priestley-Taylor公式计算参考作物蒸散量,必须根据季节对公式中的常数项α重新进行修正。本文通过对2003年8月～2004年8月期间逐日计算得到的ET0(P-T)和ET0(P-M)值进行对比分析后,给出了修正后的不同季节的α值,为华北山区计算作物蒸散量提供了依据。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
董旭光 顾伟宗 王静 刘焕彬
根据山东省1961—2010年90个气象站的逐日气象观测数据,采用计算参考作物蒸散量(ET0)的Penman-Monteith模型方法,分析了山东省ET0对最高气温、最低气温、风速、日照时数、相对湿度的敏感性,并结合各气象要素的多年相对变化定量探讨了影响ET0变化的主导因素。结果表明:近50 a来,山东平均ET0以-1.818 mm/a的趋势减少,夏季减少趋势最显著,1983年前后ET0发生突变。各气象要素对ET0变化的敏感区域、与ET0相关性地域差异明显。虽然平均风速和日照时数的敏感系数较低,但其减小趋势极显著,多年相对变化较大,使平均风速成为ET0变化负贡献最大的气象要素,日照时数次之,最...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
李可利 张鑫
为有效提高陕西省参考作物蒸散量(ET_0)的计算精度,选取陕西省6个气象站点57 a(1960—2016年)每日气象资料,构建8种基于自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的ET_0计算模型,将其与Hargreaves-Samani、Makkink和Iramk等三种在陕西省ET_0计算精度较高的模型进行比较。结果表明:ANFIS模型能较好地反映气象因子与ET_0之间的复杂非线性关系,在仅有气温数据时,ANFIS模型具有足够的精度(平均R~2=0.894,平均R_(MSE)=0.558 mm/d,平均MRE=18.258%),ANFIS模型的精度随着气象因子数量的增加而增加;在相同气象条件下,ANFIS模型模拟效果最好;ANFIS模型具有较强的泛化能力,基于不同站点也有较高的精度(平均R~2=0.974,平均R_(MSE)=0.276 mm/d,平均MRE=8.608%),具有很好的可移植性。因此,在缺少气象数据时,ANFIS可以作为陕西省ET_0的计算模型,为农业用水管理及水资源优化配置提供帮助。
[期刊] 资源科学
[作者]
杜嘉 张柏 宋开山 王宗明 曾丽红
蒸散发是水量平衡和能量平衡的重要环节,传统的计算方法只能以点为基础进行计算。为排除蒸散发空间变异特性的影响,在遥感技术的基础上,引入了基于地表能量平衡原理的SEBAL模型,对别拉洪河流域典型生态系统的日蒸散情况进行了计算模拟,获取了相关地面特征参数及日蒸散量,并根据地表实测温度和涡度相关系统测量的蒸散量对遥感估算结果进行了验证,验证结果表明2008年三期估算结果的地表温度误差分别为1.57K、0.72K、1.73K左右,2006年一期估算蒸散量的误差为12.86%,说明SEBAL模型的精度能够满足蒸散量遥感估算的要求。在此基础上,结合土地利用数据分析了研究区不同土地利用方式下的蒸散量分布情况。...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
孙睿 刘昌明 李小文
地表蒸散的准确估算在流域水资源的评价、干旱监测及农作物产量模拟研究中很重要,论文通过建立年蒸散量与累积NDVI及相对湿润指数之间的关系,利用1982～2000年8km分辨率的AVHRRNDVI资料及月平均气温和月降水量资料,对黄河流域近20年来地表蒸散的时空分布进行了分析,并利用水文站径流观测资料对估算结果进行了检验。结果表明,黄河流域多年平均年蒸散量是389mm,年际间变化很大,空间分布格局是东南部蒸散量最大,其次是兰州以上区间,宁蒙河段及鄂尔多斯高原蒸散量最小;全流域平均蒸散估算误差比较小,吻合比较好。
关键词：
遥感 蒸散 植被指数 黄河流域
[期刊] 自然资源学报
[作者]
赵静 张晓萍 段建军 张橹
论文采用多年平均流域水平衡模型,利用黄河中游河口—龙门(即河龙)区间1970~2000年水文气象资料,估算该区陆面蒸散量,并分析其时空变化特征。模型模拟值与水量平衡法计算值复相关系数达0.95,有效系数0.82,均方差19.3 mm。估算相对误差随湿润或干旱程度增强而增大。相对误差对降水量变化的敏感程度以西北干旱草原区最强,南部林区最弱。黄河中游河龙区间多年平均陆面蒸散量384 mm。整个区域陆面蒸散量呈递减趋势,20世纪70~80年代减少幅度较80~90年代剧烈。空间上前期表现为多中心变异格局,而后期则大致呈现南北梯度变化。表明干旱半干旱的河龙区间陆面蒸散量在空间和时间上的多变性。
关键词：
陆面蒸散量 模型 估算误差 黄河中游
[期刊] 自然资源学报
[作者]
付丛生 陈建耀 曾松青 赵新锋
论文回顾了有关"大气压强、井水位、气压系数、负荷系数、地表和地下储水量"的理论、井水位的气压响应模式、气压系数、负荷系数的计算方法;在利用Mallat分解重构算法去除了井水位趋势项的基础上,计算了3口观测井不同时期的气压系数以及气压系数随时间延迟的变化,计算结果表明:观测井M5、R3、R6在2006-11-05至2007-03-19具有明显的承压性;2008-03-01至04-19,M5井仍具有明显的承压性,R3井、R6井则具有明显的非承压性。此外,论文还利用观测井M5、R3井的水位变化、含水层的负荷系数、实测气压系列,计算了观测井所反映区域、含水层以上地表和地下储水量的变化,并结合实测的降雨...
[期刊] 资源科学
[作者]
冯禹 王守光 崔宁博 赵璐
为实现气象资料缺乏情况下参考作物蒸散量(ET0)的精确模拟,利用川中丘陵区3个气象站点1999-2013年的逐日气象资料作为输入量,以FAO-56 Penman-Monteith模型计算的ET0作为标准值,建立基于遗传算法优化神经网络的ET0模拟模型(GA-BPNN),并将其模拟结果同Hargreaves、Mc Cloud、Priestley-Taylor和Makkink等4种常用ET0计算模型的计算结果进行对比。结果表明:GA-BPNN模型能够很好地反映ET0同气象因素之间的非线性关系,模拟精度较高;当基于温度资料模拟ET0时,GA-BPNN模型模拟精度高于Hargreaves和Mc Clo...
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