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陆地与大气之间的水量、热量交换是气象学、水文学、全球变化研究、生态学研究、数值天气预报等研究领域所关心的重要过程。蒸散发作为陆地-大气相互作用中的关键部分,一直是学术研究的热点与难点。从水循环的角度看,蒸散发占全球陆面降水的一半以上。当前,全球水资源日益匮乏,为了能更合理地利用和分配水资源,迫切地需要深入了解不同土地利用类型、不同植被覆盖度的蒸散发情况,这类需求在精准农业、水文学、森林和生态学等研究领域尤其显得迫切。蒸发过程是水消耗一定的能量从液态转变为气态的过程,水在相变过程中所伴随的潜热转化是大气中能量传输的方式之一。从地表能量平衡来看,由蒸散发消耗的潜热通量也要超过陆面净辐射的一半以上。基于能量平衡的蒸散遥感模型中,准确的分离感热与潜热通量通常是模型的核心部分,同时也是计算蒸发比和日总蒸散量的基础。因此,一直以来,地表感热与潜热通量是蒸散发研究的核心内容之一。基于遥感的单源与双源能量平衡模型是目前主流的估算地表感热与潜热通量的方法。 然而,绝大部分遥感单源模型并没有考虑不同环境因子胁迫的影响,并通常需要复杂的热力学阻尼参数的输入;亦或为了减少参数输入,采取迭代的方式求解。许多研究者在应用这些模型后发现,由于这类单源模型中热力学阻尼参数的复杂性、单一化,并不适用于复杂下垫面,尽管针对热力学阻尼参数的研究历经数十年,其依然存在很大的不确定性。其次,由于缺乏对地表环境因子胁迫的考虑,使得模型普遍存在低估感热通量、高估潜热通量的现象。虽然基于传统的单源模型,出现了一系列的改进版本来应对环境胁迫下通量的估算精度,但是其大范围的应用仍有很大局限性。 对于双源模型而言,由于目前多角度热红外遥感技术仍存在不足,往往采取迭代的方法来求解双源框架下的感热与潜热通量,其计算过程并没有合理考虑植被处于环境胁迫影响下时,迭代边界条件的变化,导致模型在植被胁迫状态下依然低估感热通量,高估潜热通量。本文围绕这些问题,主要开展了以下研究内容: (1)以多源遥感数据为基础,提出了考虑不同环境胁迫因子影响的、适用于不同下垫面的单源感热与潜热参数化方法。该模型结合了空气动力学理论、地表阻抗理论,考虑由遥感数据计算得到的地表环境胁迫因子,包括光合辐射因子、土壤水分因子、饱和水汽压差因子、空气温度因子等的综合影响,使得模型在植被处于环境胁迫状态时,仍有明显优于目前流行的单源模型的估算精度。此外,模型在多源遥感数据计算得到地表参量的支持下,并不需要迭代求解。最后,模型避免了单源模型中通常需要的经验性热传输阻尼参数的输入,减少了其不确定性,使适用性更广泛。 (2)在双源框架内,针对目前流行的双源平行阻抗网络模型的不足,在模型计算时,考虑了植被湿度因子与植被温度因子的影响,使得模型机理上更为完整,同时在植被胁迫状态下,提高模型的估算精度。 (3)以黑河流域为研究区域,采用不同下垫面(农田、草地、森林)观测的涡动相关数据,对单源参数化模型计算的感热与潜热通量进行验证,并且与同类模型的结果进行对比分析。验证对比后发现,本文提出的参数化遥感方法精度更高,适用性更强,具备在全流域不同下垫面应用的潜力。此外,双源模型以黑河流域中游涡动相关矩阵为研究区域,采用9个涡动站点观测通量数据进行验证。验证后发现,改进后的双源模型,对植被湿度与温度胁迫因子有较好的响应,在植被胁迫状态下,估算精度明显提高,这一改进对基于双源平行网络模型而发展起来其他蒸散模型具有较大的意义。