[发明专利]一种基于遥感的陆表蒸散计算方法

权利要求书

1.一种基于遥感的陆表蒸散计算方法，其特征在于，实际蒸散(E)与冠层表面蒸腾(E_c)、土壤表面蒸发(E_s)及拦截蒸发(E_i)有关，具体计算方法如下：

LE＝L(E_c+E_s+E_i)

其中，L表示蒸发潜热(MJ/kg)；E为蒸散(mm)；LE为蒸发潜热与蒸散的乘积，表示潜热通量(W/m²)；E_c为冠层表面蒸腾(mm)；E_s为土壤表面蒸发(mm)；E_i表示拦截蒸发(mm)；LE_c，LE_s与LE_i分别表示各部分的潜热通量；α_PT为无量纲系数，一般取值1.26；Δ_l，Δ_a与Δ_s分别表示饱和水汽压对叶片温度、气温及土壤温度的曲线斜率(kPa/℃)；γ是干湿表常数(kPa/℃)；R_nc为冠层表面的净辐射(W/m²)；R_ns为土壤表面净辐射(W/m²)；G为土壤热通量(W/m²)；

由以上公式，可得潜在蒸散(PE)与实际蒸散(E)分别为：

PE在k_c、k_i与k_s下转为E，k_c、k_i与k_s分别表示植被潜在蒸腾到实际蒸腾、植被表面潜拦截蒸发到实际拦截蒸发、土壤拦截潜在蒸发到实际蒸发的限制因子，计算方法分别为：

k_c＝(1-f_wet)f_gf_Tf_M

k_s＝f_wet+(1-f_wet)f_sm

k_i＝f_wet

其中，f_wet表示拦截表面占比；f_gf_Tf_M分别表示植物表面受到的绿度、温度以及水分的胁迫系数；f_sm为土壤表面的水分胁迫系数；以上五个指标的取值范围都是0-1，当数值为1时，表示不存在环境胁迫；数值越小，表示环境胁迫越大；

各因子的计算和改进方法如下：

(1)温度胁迫系数(f_T)

其中，T_l表示叶片温度；T_opt表示最适温度；f_T的数值范围为0-1。

(2)拦截表面占比(f_wet)

其中，R_h表示相对湿度；

(3)叶温(T_l)

叶温(T_l)表达式为：

其中，T_a为空气温度；R_nc为落在植被冠层的净辐射；c_P为空气定压比热；δ_b为叶片边界导度，其中，μ代表风速，d与叶片宽度有关；

(4)植被绿度(f_g)

植被绿度表示植被蒸腾中，被绿色植被吸收的部分，植被绿度的计算方法为：

其中，f_g表示植被绿度；f_APAR表示活体植被吸收的陆表太阳辐射占比；f_IPAR表示由植被拦截的所有太阳辐射占比；

(5)植被水分胁迫系数(f_M)

植被水分限制的表达式为：

其中，表示该像元绿色植被吸收的太阳辐射占比的最大值；

(6)土壤水分胁迫系数(f_sm)

其中，SM表示土壤水分含量，SM_max与SM_min分别表示土壤水分含量的最大值与最小值；VPD表示水汽压偏差；

(7)干湿表常数(γ)

其中，C_p为空气定压比热，表示在一定气压下，单位体积的空气温度每升高1℃所需的能量；P为大气压，与海拔有关；λ为蒸发潜热；ε为水汽分子量与干空气分子量之比；

(8)太阳辐射：植被表面(R_nc)和土壤表面(R_ns)

R_nc＝FVC×R_n

R_ns＝(1-FVC)×R_n-G

其中，FVC表示植被覆盖度，R_n为植被净辐射，G表示土壤热通量。