耦合大气边界层模型的地表水热通量建模与反演方法研究

结合遥感方法的土壤－植被－大气连续体能量交换模型对于区域大范围水分热量研究具有重要意义，而近地层气温数据的不确定性一直是以往研究方法的主要障碍。本项目在小型地面观测实验的基础上，以考虑耦合大气边界层模型的地-气能量交换过程为起点，链接地面热力输送和大气边界层变化过程，并将其转化为减少近地层气温不确定性的解决方法，通过联合观测地温时间变率与边界层特征变化量，分析地表与大气边界层的耦合效应对水热通量输送的影响，并通过数据模拟讨论模型的建模与反演问题，为发展新的实用遥感水热通量估算方法提供理论基础。

结合遥感方法的土壤－植被－大气连续体能量交换模型对于区域大范围水分热量研究具有重要意义，而近地层气温数据的不确定性一直是以往研究方法的主要障碍。本项目在原有地表能量平衡方程和通用参数化方案的基础上，发展了考虑耦合大气边界层模型的遥感蒸散模型SPCM，以考虑耦合大气边界层模型的地气能量交换过程为起点，链接地面热力输送和大气边界层变化过程，并将其转化为减少近地层气温不确定性的解决方法，通过联系地温时间变率与边界层特征变化量，分析地表与大气边界层的耦合效应对水热通量输送的影响，并通过数据模拟讨论模型的建模与反演问题，为发展新的实用遥感水热通量估算方法提供理论基础。主要创新点如下：一、SPCM模型对于显热的计算误差会随着边界层增长而减小；二、SPCM模型能够有效减少蒸散模型对于气温输入的依赖。结果表明：在地面和边界层观测数据的支持下，可以利用地表与大气边界层的耦合效应对地表水热通量输送进行模型反演，与地面通量塔的通量观测结果及陆地生态系统模型的通量输出具有可比性。