夏季黑河流域蒸散发量卫星遥感估算研究

田辉; 文军; 马耀明; 王介民; 吕世华; 张堂堂; 孙方林; 刘蓉

夏季黑河流域蒸散发量卫星遥感估算研究

1.
中国科学院寒区旱区环境与工程研究所西部气候与环境灾害实验室, 甘肃, 兰州, 730000;
2.
中国科学院青藏高原研究所, 北京, 100881

基金项目: 中国科学院创新团队国际合作伙伴计划资助项目(CXTD-Z2005-2-2);国家自然科学基金资助项目(40233035)

详细信息

作者简介:
田辉(1970- ),男,辽宁辽阳人,博士研究生.主要从事陆面过程与卫星遥感研究.E-mail:dqht06@lzb.ac.cn

中图分类号: P426.2

Estimation of summer evapotranspiration using satellite remote sensing data over the Heihe river basin

1.
Laboratory for Climate Environment and Disasters of Western China, Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, CAS, Lanzhou 730000, China;
2.
Institute of Tibet Plateau, CAS, Beijing 100881, China

Funds: The study is financially supported by the CAS International Partnership Project (No.CXTD-Z2005-2-2)

摘要: 依据空气动力学方法和蒸散发量时间尺度扩展方案,利用MODIS资料和气象资料,计算中国西北内陆河黑河流域复杂地形下,2004年夏季7月蒸散发量空间分布及总量。利用Landsat-5TM资料对比分析发现,估算地表水热传输过程时,采用高分辨率遥感资料的估算结果受下垫面非均匀性影响程度,明显小于采用中分辨率资料。通过"金塔实验"湍流观测资料验证表明,利用高分辨率资料估算日蒸散发量的相对误差在10%以内。对月蒸散发量计算分析表明,黑河流域海拔2000m以上祁连山区,7月平均蒸散发量是海拔2000m以下山前地区的2.2倍,而山前平原区绿洲(NDVI>0.10区域)平均蒸散发量又是荒漠戈壁地区的12.3倍。因此,流域中下游绿洲地区特别是农业灌溉区是夏季主要水资源消耗区。
- 黑河流域 /
- 夏季 /
- 蒸散发 /
- 卫星遥感 /
- 估算
Abstract: In this paper,the distribution and total amount of evapotranspiration (ET) is estimated under the diverse landscape over the Heihe river basin in Northwestern China in July 2004 by using MODIS data and meteorological data based on the aerodynamic method and the time upscaling scheme.Taking advantage of the high resolution Landsat-TM data,according to the contrastive analysis,we find that the influence of the heterogeneous underlying earth's surface on the estimation of water and heat exchange on the land surface by using the high resolution remote sensing data is obviously smaller than that by using the middle resolution ones.By comparing the estimates of ET with the observation data collected from "JTEX" experiment we conclude that,by using the high resolution data,the parameterization algorithm used in this paper can derive daily ET with a relative error of 10%.After analyzing the distribution of the derived monthly ET over the basin in July 2004,it is concluded that the mountainous area above 2000 m exhibits the ET twice more than that the area fronting mountains below 2000 m elevation; and the oasis and crop area take on an ET 12 times more than that of the desert and Gobi region over the area fronting mountains,and the former is the most significant region that consumes land surface water over the mid-downstream area in summer.
- Heihe river basin /
- summer /
- evapotranspiration /
- satellite remote sensing /
- estimation

[1]	马耀明,王介民.非均匀陆面上区域蒸发(散)研究概括[J].高原气象,1997,16(4):446-452.(MA Yao-ming,WANG Jie-min.A surveyin the study of arer evaporation (evapotranspiation) over the heterogeneousl and scape[J].Plateau Meteorology,1997,16(4):446-452.(in Chinese))
[2]	WANG Jie-min,BASTIAANSSEN W G M,MA Yao-ming,et al.Aggregation of land surface parameters in the oasis-desert systems of north-western China[J].Hydrological Processes,1998,12:2133-2147.
[3]	MA Yao-ming,TSUKAMOTO O,ISHIKAWA H.Remote sensing parameterization of energy and water cycle over desertification area[J].Science in China(D),2002,45(Supp):47-53.
[4]	马耀明,刘东升,王介民.卫星遥感敦煌地区地表特征参数研究[J].高原气象,2003,22(6):531-536.(MA Yao-ming,LIU Dong-sheng,WANG Jie-min.Study on land surface parameters over inhomogeneous landscape of dunhuang area by using satellite data[J].Plateau Meteorology,2003,22(6):531-536.(in Chinese))
[5]	MA Yao-ming.Remote sensing parameterization of regional net radiation over heterogeneous land surface of Tibetan Plateau and arid area[J].Int J Remote Sensing,2003,24(15):3137-3148.
[6]	MA Yao-ming,TIAN Hui,ISHIKAWA Hirohiko,et al.Determination of regional land surface heat fluxes over a heterogeneous landscape ofthe Jiddah area of Saudi Arabia by using Landsat-7 ETM data[J].Hydrological Processes,2006,21:1892-1900.
[7]	孟宪红,吕世华,张宇,等.基于MODIS的金塔绿洲上空大气水汽含量反演研究[J].水科学进展,2007,18(2):264-269.(MENG Xian-hong,LU Shi-hua,ZHANG Yu,et al.MODIS-based reversion of atmospheric water vaporcontent over Jinta oasis[J].Advances in Water Sciences,2007,18(2):264-269.(in Chinese))
[8]	田辉,文军,马耀明,等.复杂地形下黑河流域的太阳辐射计算[J].高原气象,2007,26(4):666-676.(TIAN Hui,WEN Jun,MA Yao-ming,et al.Estimation of solar radiation over the complex terrain of the Heihe river basin[J].Plateau Meteorology,2007,26(4):666-676.(in Chinese))
[9]	文军.卫星遥感陆面参数及其大气影响校正研究[D].兰州:中国科学院兰州高原大气物理研究所,1999:55-58.(WEN Jun.Land surfacevariables estimated from satellite remote sensing and the correction of atmospheric effects[D].Lanzhou:Lanzhou plateau atmospheric physics institute,Chinese Academy of Sciences,1999:55-58.(in Chinese))
[10]	TOBY N C,DAVID A R.On the relation between NDVI,fractional vegetation cover and leaf area index[J].Remote Sensing of Environment,1997,62(3):241-252.
[11]	文军,王介民.一种由卫星遥感资料获得的修正的土壤调整植被指数[J].气候与环境研究,1997,2(3):302-309.(WEN Jun,WANG Jie-min.A modified soil-adjusted vegetation index obtained from satellite remote sensing data[J].Climatic and Environmental Research,1997,2(3):302-309.(in Chinese))
[12]	ALLEN R G,TASUMI M,TREZZA R,et al.METRIC:High Resolution Satellite Quantification of Evapotranspiration[EB/OL].Idaho:Universityof Idaho,2005,94,http://www.kimberly.uidaho.edu/water/metric/index.html.
[13]	ALLEN R G,PEREIRA L S,RAES D,et al.Crop evapotranspiration-guidelines for computing crop water requirements-FAO irrigation and drainage paper 56[R].Rome:Food and Agriculture Organization of the United Nations,1998.
[14]	沈彦俊,夏军,张永强,等.陆面蒸散的双源遥感模型及其在华北平原的应用[J].水科学进展,2006,17(3):371-375.(SHEN Yan-jun,XIA Jun,ZHANG Yong-qiang,et al.Dual-source remote sensing model for estimating land surface evapotranspiration and its application in North China Plain[J].Advances in Water Sciences,2006,17(3):371-375.(in Chinese))
[15]	陈添宇,陈乾,李宝梓.用卫星资料反演中国西北地区东部蒸散量的遥感模型[J].水科学进展,2006,17(6):834-840.(CHEN Tian-yu,CHEN Qian,LI Bao-zi.Remote sensing model for evapotranspiration over the eastern part of northwest China using satellite data retrieval[J].Advances in Water Sciences,2006,17(6):834-840.(in Chinese))
[16]	BOEGH E,SOEGAARD H,THOMSEN A.Evaluating evapotranspiration rates and surface conditions using Landsat TM to estimate atmospheric resistence and surface resistence[J].Remote Sensing of Environment,2002,79(3):329-343.
[17]	NAGLER P L,CLEVERLY J,GLENN E,et al.Predicting riparian evapotranspiration from MODIS vegetation indices and meteorological data[J].Remote Sensing of Environment,2005,94(1):17-30.
[18]	张强,胡隐樵,赵映东,等.西北干旱区绿洲维持过程中水分的输送特征[C]//西部资源环境与可持续发展文集.兰州:兰州大学出版社,1998:39-46.(ZHANG Qiang,HU Yin-qiao,ZHAO Ying-dong,et al.Moisture content transport of atmosphere in the process of preservation of oasis in the west arid region[C]//Western resources,environment and sustainable development collection.Lanzhou:Lanzhou University Press,1998:39-46.(in Chinese))

[1]	王国强, 王立波, 刘廷玺, 薛宝林, 段利民. 寒旱区草地不对称增温现象对蒸散发的影响分析 . 水科学进展, 2022, 33(4): 627-637. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2022.04.010
[2]	季芳, 范林峰, 匡星星, 邹一光, 郑春苗. 青藏高原多年冻土退化对蒸散发的影响 . 水科学进展, 2022, 33(3): 390-400. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2022.03.004
[3]	曹润祥, 李发文, 李建柱, 冯平. 天津平原区城市化地区蒸散发特征 . 水科学进展, 2021, 32(3): 366-375. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2021.03.005
[4]	王卫光, 李进兴, 魏建德, 邵全喜, 邓超, 余钟波. 基于蒸散发数据同化的径流过程模拟 . 水科学进展, 2018, 29(2): 159-168. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.02.002
[5]	张圣微, 张鹏, 张睿, 刘廷玺. 科尔沁沙地典型区生长季蒸散发估算及其变化特征 . 水科学进展, 2018, 29(6): 768-778. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.002
[6]	刘荣华, 张珂, 晁丽君, 王青青, 洪阳, 涂勇, 曲伟. 基于多源卫星观测的中国土壤湿度时空特征分析 . 水科学进展, 2017, 28(4): 479-487. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.001
[7]	曾燕, 邱新法, 刘昌明. 黄河流域蒸散量分布式模拟 . 水科学进展, 2014, 25(5): 632-640.
[8]	田辉, 文军, 史小康, 王欣, 刘蓉, 张静辉, 吕少宁. 主动微波遥感黄河上游玛曲地区夏季土壤水分 . 水科学进展, 2011, 22(1): 59-66.
[9]	孙丽, 宋长春. 三江平原典型沼泽湿地能量平衡和蒸散发研究 . 水科学进展, 2008, 19(1): 43-48.
[10]	吴炳方, 熊隽, 闫娜娜, 杨雷东, 杜鑫. 基于遥感的区域蒸散量监测方法——ETWatch . 水科学进展, 2008, 19(5): 671-678.
[11]	许士国, 王昊. 测量芦苇沼泽蒸散发量的渗流补偿方法 . 水科学进展, 2007, 18(4): 496-503.
[12]	李志军, 赵海清, 冯恩民, Bin Cheng, 卢鹏. 北极夏季海冰表面积雪层内水分含量的时空分布 . 水科学进展, 2007, 18(1): 24-28.
[13]	张运林, 秦伯强. 梅梁湾、大太湖夏季和冬季CDOM特征及可能来源分析 . 水科学进展, 2007, 18(3): 415-423.
[14]	裴源生, 赵勇, 王建华. 流域水资源实时调度研究——以黑河流域为例 . 水科学进展, 2006, 17(3): 395-401.
[15]	孙敏章, 刘作新, 吴炳方, 刘钰. 卫星遥感监测ET方法及其在水管理方面的应用 . 水科学进展, 2005, 16(3): 468-474.
[16]	张光辉, 聂振龙, 刘少玉, 陈宗宇, 张翠云, 申建梅, 王金哲, 程旭学, 张荷生. 黑河流域走廊平原地下水补给源组成及其变化 . 水科学进展, 2005, 16(5): 673-678.
[17]	庞治国, 付俊娥, 李纪人, 肖乾广. 基于能量平衡的蒸散发遥感反演模型研究 . 水科学进展, 2004, 15(3): 364-369.
[18]	黄家柱, 尤玉明. 长江南通河段卫星遥感水深探测试验 . 水科学进展, 2002, 13(2): 235-238.
[19]	陈乾, 杨兰芳, 韩涛. 用GMS卫星资料反演复杂地形下的降水率 . 水科学进展, 1997, 8(4): 353-358.
[20]	陈鸣, 潘之棣. 用卫星遥感热红外数据估算大面积蒸散量 . 水科学进展, 1994, 5(2): 126-133.

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夏季黑河流域蒸散发量卫星遥感估算研究

作者简介:
田辉(1970- ),男,辽宁辽阳人,博士研究生.主要从事陆面过程与卫星遥感研究.E-mail:dqht06@lzb.ac.cn

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夏季黑河流域蒸散发量卫星遥感估算研究

1. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所西部气候与环境灾害实验室, 甘肃, 兰州, 730000;

2. 中国科学院青藏高原研究所, 北京, 100881

作者简介:
田辉(1970- ),男,辽宁辽阳人,博士研究生.主要从事陆面过程与卫星遥感研究.E-mail:dqht06@lzb.ac.cn

English Abstract

Estimation of summer evapotranspiration using satellite remote sensing data over the Heihe river basin

1. Laboratory for Climate Environment and Disasters of Western China, Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, CAS, Lanzhou 730000, China;

2. Institute of Tibet Plateau, CAS, Beijing 100881, China

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作者简介: 田辉(1970- ),男,辽宁辽阳人,博士研究生.主要从事陆面过程与卫星遥感研究.E-mail:dqht06@lzb.ac.cn

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夏季黑河流域蒸散发量卫星遥感估算研究

1. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所西部气候与环境灾害实验室, 甘肃, 兰州, 730000; 2. 中国科学院青藏高原研究所, 北京, 100881

作者简介: 田辉(1970- ),男,辽宁辽阳人,博士研究生.主要从事陆面过程与卫星遥感研究.E-mail:dqht06@lzb.ac.cn

English Abstract

Estimation of summer evapotranspiration using satellite remote sensing data over the Heihe river basin

1. Laboratory for Climate Environment and Disasters of Western China, Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, CAS, Lanzhou 730000, China; 2. Institute of Tibet Plateau, CAS, Beijing 100881, China

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田辉(1970- ),男,辽宁辽阳人,博士研究生.主要从事陆面过程与卫星遥感研究.E-mail:dqht06@lzb.ac.cn

1. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所西部气候与环境灾害实验室, 甘肃, 兰州, 730000;

2. 中国科学院青藏高原研究所, 北京, 100881

作者简介:
田辉(1970- ),男,辽宁辽阳人,博士研究生.主要从事陆面过程与卫星遥感研究.E-mail:dqht06@lzb.ac.cn

1. Laboratory for Climate Environment and Disasters of Western China, Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, CAS, Lanzhou 730000, China;

2. Institute of Tibet Plateau, CAS, Beijing 100881, China