公益性行业(气象)科研专项(GYHY200706046)
- 作品数：18 被引量：221H指数：11
- 相关作者：刘绍民徐自为白洁王介民丁晓萍更多>>
- 相关机构：北京师范大学中国科学院中国农业大学更多>>
- 发文基金：公益性行业(气象)科研专项国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：天文地球自动化与计算机技术水利工程农业科学更多>>
- 涡动相关系统和小孔径闪烁仪观测的森林显热通量的异同研究被引量：2
- 2010年
- 涡动相关系统和闪烁通量仪都是评价局地到区域尺度的地表显热通量的有效途径。以ChinaFLUX千烟洲人工林生态系统2倍和3倍冠层高度的2套涡动相关(EC)系统和通量塔及其东偏南方向距离通量塔约70 m处1.2倍冠层高度安装的1套小孔径闪烁通量仪(SAS)为基础,重点对比分析了EC系统和SAS系统观测的显热通量的异同。研究表明,2倍和3倍冠层高度EC系统与SAS系统的显热通量的观测值有非常好的相关关系与一致性。在季节尺度和日尺度上,在降水正常的季节里SAS测定的显热通量值高于2倍和3倍冠层高度EC系统的测定值。但是在干旱胁迫条件下,SAS测定的显热通量低于2倍和3倍冠层高度EC系统的显热通量值。按16方位风向进行的相关分析表明,以南到南偏西和北偏东到东偏北2个与盛行风向垂直的方位相关性最高。在白天条件下,2倍和3倍冠层高度EC系统与SAS测定的显热通量值均显示出较高的相关性。但夜间无论是2倍还是3倍冠层高度EC系统与SAS测定的显热通量值之间相关性均很低。EC系统与SAS观测的显热通量的差异主要与通量覆盖区的差异以及各自的局限性有关。
- 王建林温学发孙晓敏王秋凤王辉民刘允芬
- 关键词：CHINAFLUX显热通量
- 大孔径闪烁仪观测数据在陆面模式验证中的应用初探被引量：4
- 2010年
- 将大孔径闪烁仪(LAS)观测数据应用在陆面模式验证中对更好地认识和描述陆面过程在气候变化中的作用有着重要意义。以中国北方2个LAS观测站——密云和阿柔为例,分别设定一个公里尺度(1 km2)的研究区域,采用陆面模式SiB2,综合利用站点观测数据、实地调查数据及卫星遥感数据,对陆面过程进行了模拟,并利用LAS和涡动相关仪(EC)观测的显热通量对模拟结果进行了评估,结果表明:SiB2模式能够对阿柔和密云显热通量的总体情况、日变化情况及季节变化情况进行较好的模拟;利用LAS显热通量进行较大尺度模拟验证,能够在很大程度上避免EC能量不闭合及其观测尺度与模式模拟尺度不匹配在验证中所造成的偏差,验证效果更好。
- 李远孙睿刘绍民徐自为白洁
- 关键词：SIB2涡动相关仪
- 涡动相关仪观测蒸散量的插补方法比较被引量：44
- 2009年
- 涡动相关仪在长时间连续观测中，观测数据会有不同程度的缺失。应用6种不同的插补方法（平均昼夜变化法MDV，非线性回归方法NLR，动态线性回归方法DLR，查表法LUT，FAO．PM方法，HANTS方法）对北京密云站2007年涡动相关仪观测蒸散量数据进行了插补。结果表明：LUT方法在不同数据缺失时均得到较好结果（均方差小于8W／m^2）；MDV和NLR方法更适合于短时间数据缺失的插补；DLR和FAO—PM方法在观测数据出现连续波动时插补结果较差。由LUT、DLR、NLR、HANTS、FAO—PM方法得到的年蒸散量分别为395．8mm、409．9mm、393．5mm、390．7mm、399．4mm，差异在2．3～19．2mm之间变化。对比分析了LUT方法得到的年蒸散量（潜热通量）与净辐射、降水量以及LAS观测潜热通量间的变化规律，表明插补结果合理。
- 徐自为刘绍民徐同仁王介民
- 关键词：涡动相关仪蒸散量缺失数据插补方法
- 基于地面观测的遥感监测蒸散量验证方法研究被引量：17
- 2010年
- 为了保证遥感监测蒸散量的准确性,需建立一套较完整的遥感监测蒸散量地面验证方法对其进行验证。通过由大孔径闪烁仪、涡动相关仪和自动气象站等组成的蒸散量观测系统可以获取不同卫星像元尺度蒸散量的地面观测值。自2002年以来,由海河流域的密云、馆陶、大兴及小汤山等站构建了一个不同卫星像元尺度蒸散量的观测站网,经过严格的观测数据处理与质量控制,获取了一大批卫星像元尺度蒸散量及其配套参数的地面观测值。同时,建立了一套基于地面观测的遥感监测蒸散量验证流程,重点对验证像元的选取以及评价指标的构建等进行探讨。依据上述验证流程,在海河流域的北京地区开展了遥感监测蒸散量的地面验证工作。利用2008年密云站和大兴站的大孔径闪烁仪观测数据,对基于MOD IS数据估算的北京地区区域蒸散量进行验证。结果表明:这套基于大孔径闪烁仪观测数据的遥感监测蒸散量验证方法是合理、可行的。其中2008年北京地区遥感监测月、日蒸散量的均方差分别为13.75和0.91 mm,平均相对误差分别为22.79%、18.61%。
- 贾贞贞刘绍民毛德发王志良徐自为张茹
- 关键词：蒸散量
- 基于多尺度遥感数据估算地表通量的方法及其验证分析被引量：12
- 2010年
- 地表水热通量(显热通量、潜热通量)的遥感估算在全球气候变化、水资源、生态环境等研究领域具有重要的应用价值。MODIS数据的空间分辨率较低(热红外波段星下点为1 km),而地球表面的几何物理属性又具有高度非均匀性,因而在实际应用中面临较严重的尺度问题。探讨了多源卫星数据(中高分辨率Landsat TM与中低分辨率MODIS)相结合估算像元通量的2种方法,分别利用高分辨率的地表分类及植被指数信息在混合像元内部进行亚像元处理,以提高非均匀地表混合像元的通量估算精度。研究数据来自于2008年黑河流域综合实验获取的遥感数据和辅助数据,验证数据来自于实验期间获取的不同下垫面的地表通量数据,包括涡度相关(EC)数据,以及大孔径闪烁仪(LAS)数据。计算结果表明,2种方法皆可在下垫面不均匀或者地表类型较复杂的情况下得到比较明显的纠正效果,纠正后的通量与观测更加接近。相比之下,利用植被指数分解温度的方法适用性更广,纠正效果更好。在地面验证中,对比分析了EC和LAS数据在TM尺度和MO-DIS尺度通量验证的适用性。LAS数据测量尺度与MODIS卫星像元尺度相匹配,可以直接验证MODIS通量计算结果,EC数据虽然可以直接验证TM计算的通量,但与MODIS数据对比,还需要进行尺度转换,即先用EC验证TM通量,然后将TM通量降尺度,与MODIS进行对比。最后对利用LAS验证通量的不确定性进行了分析,发现图像中LAS测点的几何定位误差以及LAS测量路径中像元的选取都对验证结果有一定影响。
- 刘雅妮辛晓洲柳钦火周春艳
- 关键词：遥感水热通量
- 大孔径闪烁仪和涡动相关仪观测显热通量之间的尺度关系被引量：12
- 2010年
- 利用北京昌平小汤山2002年、2004年涡动相关仪和大孔径闪烁仪的观测数据,借助解析足迹模型计算的源区,分析均匀、非均匀下垫面上涡动相关仪和大孔径闪烁仪观测显热通量之间的差异和关系。结果表明:地表的均匀与非均匀性质,直接影响涡动相关仪和大孔径闪烁仪观测的显热通量的差异大小。在分析均匀、非均匀地表上2种仪器源区重叠面积及重叠区域内足迹值大小与观测通量值之间的关系后,构建一个非均匀地表上2台涡动相关仪与1台闪烁仪观测通量之间的尺度关系式。
- 卢俐刘绍民徐自为白洁王介民
- 关键词：显热通量涡动相关仪
- 大孔径闪烁仪法测算低丘山地人工混交林显热通量的可行性分析被引量：11
- 2010年
- 利用位于河南省济源市的华北低丘山地30年生栓皮栎—侧柏—刺槐人工混交林2009年主要生长季节(5～9月)湍流通量及空气结构参数等观测数据,确定迭代法为该下垫面条件下大孔径闪烁仪(LAS)测算显热通量的计算法,测算白天大气非稳定层结状况下的显热通量(HLAS)。并采用通量印痕模型,对LAS法通量源区内由2台涡度相关系统观测得到的显热通量进行订正,得到源区内总显热通量值(HfEC)。分析LAS法与涡度相关法的显热通量测算或测定值的相关性,结果表明:HLAS与HfEC的线性相关系数可达0.93。说明在分析通量印痕和通量源区的基础上,采用LAS法测算低丘山地人工混交林显热通量具有较好的可行性。
- 张劲松孟平郑宁黄辉高峻
- 关键词：迭代法
- 涡动相关仪观测数据的处理与质量评价研究被引量：95
- 2008年
- 涡动相关仪能够较准确地直接测量地表—大气间的湍流交换,在世界范围内得到了广泛的应用。但它的使用是有条件限制的,如果不进行必要的修正,得到的通量就可能有较大的误差。以密云观测站一年的涡动相关仪观测数据为例进行分析。结果表明:野点值剔除、坐标旋转以及超声温度订正对地表感热、潜热等通量的测量结果影响均在±1%之内,但坐标旋转对动量通量影响较大,必须对潜热和CO2通量进行空气密度效应订正;湍流谱在惯性副区基本满足-2/3次方定律,协谱基本满足-4/3次方定律。经过对观测数据的筛选和处理后,约75%的观测数据质量较好,2%的数据需要剔除。通量贡献源区分析表明,全天和白天均有超过70%的通量源区落在感兴趣区域内,超过90%的通量贡献最大点落在感兴趣区域内。
- 徐自为刘绍民宫丽娟王介民李小文
- 关键词：涡动相关仪湍流通量
- 大尺度水热通量观测系统的研制被引量：14
- 2010年
- 基于闪烁理论、孔径平均效应及莫宁—奥布霍夫相似理论(MOST),成功研制了大尺度水热通量观测系统样机YZ01,该系统主要由发射器、接收器、云台、瞄准器、气象传感器、数据采集器、数据处理软件、远程无线数据传输模块、太阳能供电系统等部分组成。该系统发射器平均功耗3W,接收器功耗1.8 W,比德国的BLS450和荷兰的LAS都更省电;发射器光源功率为100 mW,比荷兰LAS的80 mW更强,在同样条件下,YZ01接收器接收到的闪烁光解调信号比荷兰LAS强14%左右,说明在相同的安装距离下,YZ01比荷兰LAS更适于在能见度低的条件下使用,或者说在同样的环境条件下,YZ01比荷兰LAS可以测量更远的距离。YZ01在北京密云站与荷兰K ipp&Zonen公司的LAS、美国Campbell公司的涡度相关测定系统进行了短期的应用对比试验,结果为:空气折射指数的结构参数C2n、感热通量H、潜热通量LE的日变化趋势都非常一致;YZ01与LAS之间C2n的线性拟合系数为0.98,相关系数为0.7;H的线性拟合系数为0.90,相关系数为0.93;YZ01通过余项法算出的LE与涡度相关直接测得的LE的线性拟合系数为1.07,相关系数为0.78。YZ01在青海阿柔站与德国Scintec公司的BLS450进行对比结果为:空气折射指数的结构参数C2n、感热通量H、潜热通量LE的日变化变化趋势也都非常一致,YZ01与BLS450之间C2n的线性拟合系数为1.25,相关系数为0.93;H的线性拟合系数为1.17,相关系数为0.99;YZ01通过余项法算出的LE与涡度相关测定系统测得的LE的线性拟合系数为1.03,相关系数为0.84。表明该研究所研制的大尺度水热通量观测系统不仅可以达到国外同类仪器同样的应用水平,而且比国外同类产品更省电、比荷兰LAS更适应在低能见度条件下使用。
- 施生锦黄彬香刘绍民杨燕黄勇彬徐自为
- 关键词：感热通量潜热通量
- 大孔径闪烁仪观测方法的研究被引量：6
- 2010年
- 当前,大孔径闪烁仪被广泛用于大尺度水热通量的测量,其观测方法的研究是十分必要的。从大孔径闪烁仪观测场地的选取,仪器的安装、调试,观测数据的采集及仪器的维护等方面系统地总结了其观测方法,为以后相关观测实验的顺利进行和观测资料的质量保证奠定基础。
- 徐自为黄勇彬刘绍民
- 关键词：数据采集
