中国陆表辐射收支遥感参数化及其年内时空分异特征

【摘要】地表净辐射是影响地表与近地表大气之间能量交换和热量平衡的关键因素,主要受到地表反照率,地表温度,地表发射率等因素的影响,其分布差异常常导致地表自然现象随时空变化。通常情况下,地表净辐射量可表示为短波净辐射和长波净辐射能量之和,也可表示为上行辐射与下行辐射之差。地表净辐射的计算通常需要大量的实地观测数据,对于小尺度范围的观测可以通过设立观测台站获取。然而对于大尺度的地表辐射平衡研究,常规的布设站点采集实测数据的方法难以实施,且费时费力。采用遥感技术进行地表净辐射通量的反演,可以充分利用其大范围宏观的数据获取能力以及短时间对同一地区重复观测的能力,大大缩减了数据获取和更新所需的时间。本文的目标是利用遥感产品和地面观测数据反演2010年年内地表净辐射,并对反演结果进行精度评价,在此基础上探讨地表参数对地表净辐射的影响以及不同地表覆被类型地表参数的变化特征。首先,利用2010年1-12月的GLASS地表反照率8天合成产品、下行短波辐射日产品、地表发射率8天合成产品、MODIS地表温度8天合成产品以及土地覆被产品,综合地面气象站日值数据集空气温度、相对湿度等数据产品,根据地表净辐射参数化方案估算地表净辐射,并结合地面观测日最大净辐射数据对反演结果进行精度评价；然后简单探讨了地表反照率和地表发射率变化对地表辐射平衡的影响；最后依据地表覆被类型对土地覆被数据进行重分类,结合反演得到的地表参数数据对不同地表覆被类型的地表参数年内变化进行统计和分析。结果表明：(1)利用GLASS数据、MODIS数据及其产品,基于辐射平衡方程可以较好地估算昼间最大地表净辐射通量。反演得到的净辐射值与实测净辐射值有很好的一致性,其显著性在p<0.05水平显著,相关系数均为0.8以上,模拟效率为70%以上,RMSE最大值为40W.m-2左右。(2)2010年年内中国陆表净辐射整体表现为西南高并向东北逐渐降低的趋势,与短波净辐射变化相似。地表长波净辐射表现为负值,对地表辐射平衡起到重要的调节作用。(3)昼间地表净辐射主要受到地表反照率及地表发射率变化的影响,且前者的影响大于后者。(4)利用IGBP分类体系重分类后的地表覆被类型可以有效检验由地表类型变化引起的地表参数变化,且每种地表覆被类型表现出明显的特征。通过对比分析不同地表覆被类型地表参数的年内变化,结果表明8种地表覆被类型均有不同的季节性变化特征,与温度、植被生长以及凋零有密切关系。不同地表类型间地表净辐射转换矩阵表明地表有覆盖物的区域较裸地地表有较高的净辐射通量,而破坏地表植被覆盖类型的转化过程,则会造成地表净辐射通量的显著减小,从而影响地表辐射平衡及气候变化。
【作者】陈征；
【导师】胡德勇；
【作者基本信息】首都师范大学，地图学与地理信息系统，2014，硕士
【关键词】地表净辐射；地表反照率；地表发射率；地表覆被类型；MODIS；GLASS；

【参考文献】
[1]王宏波.北方交通重工集团结构件制造车间生产物流优化研究[D].沈阳工业大学,工业工程,2013,硕士.
[2]胡品慧,袁璞.状态反馈预测控制系统的鲁棒稳定性[J].控制与决策,2001,01:126-128.
[3]张敬敬.立体广告与环境相互作用的分析[D].陕西科技大学,设计艺术学,2013,硕士.
[4]牛艳.浅谈汉维翻译中词义的确定[D].新疆师范大学,中国少数民族语言文学,2013,硕士.
[5]周娟.汽车用爪极式交流发电机的漏磁分析及结构优化[D].西南交通大学,控制工程,2013,硕士.
[6]金涛.江苏某地长江、太湖水源饮用水中有机物的致突变性、雌激素活性及其健康风险评价[D].华中科技大学,卫生检验与检疫,2013,硕士.
[7]李洋.基于可再生资源2,5-呋喃二甲酸系列聚酯的合成与性能研究[D].长春工业大学,有机化学,2013,硕士.
[8]王炳璨.浅析喀什地区维吾尔语地名的文化内涵[D].新疆师范大学,中国少数民族语言文学,2013,硕士.
[9]熊光楞,杨泰澄.用于控制系统计算机辅助设计的专家系统[J].自动化学报,1988,03:225-233.
[10]薛宏宇.用集合平方根滤波估算土壤湿度时误差处理方案的研究[D].兰州大学,气象学,2013,硕士.
[11]王洁.温针灸治疗脑卒中后尿潴留的临床观察[D].黑龙江中医药大学,针灸推拿学（专业学位）,2013,硕士.
[12]李必雄.压电网壳结构动力稳定性研究[D].西安建筑科技大学,防灾减灾工程及其防护工程,2013,硕士.
[13]舒真珍.依托校园文化提升大学生思想政治素质研究[D].宁波大学,思想政治教育,2013,硕士.
[14]黄超.具有多维限定性约束条件的交易规则模型及采掘算法研究[D].湖南大学,2002.
[15]史长琼,马淑萍.基于移动Agent的入侵检测模型研究[J].南华大学学报(理工版),2003,03:10-12+24.
[16]丁理杰,江全元,包哲静,曹一家.基于多智能体技术的大电网连锁跳闸预防控制[J].电力系统自动化,2008,17:6-11.
[17]黄挺.广西防城港港口货流模型分析与优化[D].武汉理工大学,流体力学,2004,硕士.
[18]柯春媛.茂名明湖百货有限公司营销战略构建[D].兰州大学,工商管理,2012,硕士.
[19]蒋金洋.城乡结合部社区增量民主发展研究[D].西南交通大学,中外政治制度,2013,硕士.
[20]方精云,陈安平,赵淑清,慈龙骏.中国森林生物量的估算:对Fang等Science一文(Science,2001,291:2320～2322)的若干说明[J].植物生态学报,2002,02:243-249.
[21]林孝发.结核亚单位疫苗EAMMB的构建及表达纯化[D].兰州大学,医学免疫学,2013,硕士.
[22]陈彦如.复杂网络理论在电力网络中的应用研究[D].湖南大学,电气工程,2012,硕士.
[23]原力,罗建民.远程非线性编辑网络应用[J].广播与电视技术.2002(09)
[24]陈堃.空间散乱分布位场数据插值研究[D].浙江大学,地质资源与地质工程,2013,硕士.
[25]王朝伟.数控转台式组合机关键部件的优化设计[D].沈阳理工大学,机械制造及其自动化,2012,硕士.
[26]李权葆.中国收入分配不平等问题的探索性研究[D].中国政法大学,产业经济,2013,硕士.
[27]高明.锅炉低氮燃烧NO_x浓度场分布数值模拟[D].中北大学,环境工程,2013,硕士.
[28]张苏楠.太行山王安镇杂岩体地球化学特征及成因探讨[D].长安大学,矿产普查与勘探,2014,硕士.
[29]翟旭超.晋西北抗日根据地抗战文学的兴起和发展研究[D].山西师范大学,中国近现代史,2014,硕士.
[30]符洁.幼儿教师教学成功观的研究[D].湖南师范大学,学前教育学,2013,硕士.
[31]纪文杰.大学毕业生失业派生社会风险预警指标体系研究[D].首都经济贸易大学,劳动经济学,2013,硕士.
[32]云美厚.利用双参数预测储层的孔隙率[J].石油地球物理勘探,1997,04:565-569+604.
[33]贺建辉.爆破地震波作用下建筑物振动数值模拟及安全性评价研究[D].长安大学,岩土工程,2013,硕士.
[34]梁琳.论电影中的“暴力美学”倾向[D].安徽大学,文艺学,2013,硕士.
[35]王伟.血清钙卫蛋白对炎症性肠病活动性判断价值的临床研究[D].吉林大学,临床医学（专业学位）,2014,硕士.
[36]周业成.有机器件与改性石墨烯电学性质的理论研究[D].兰州大学,2013.
[37]高琼瑶.鄂尔多斯盆地马岭地区长8储层地质特征及有利区预测[D].西北大学,油气田开发工程,2014,硕士.
[38]仲华维.细菌纤维素的发酵生产及应用研究[D].齐鲁工业大学,轻工技术与工程,2013,硕士.
[39]任冠华.拉夫桑贾尼时期伊朗经济外交探究（1989-1997）[D].河北师范大学,世界史,2012,硕士.
[40]覃飞.基于数据挖掘的标杆分析及地方高校教学管理应用研究[D].西安科技大学,应用数学,2014,硕士.
[41]韦敬航.人端粒酶RNA模板定点突变对肿瘤细胞Bcap-37的作用研究[D].浙江理工大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[42]黄晓洁.电子商务环境下现代物流的理论研究[D].广东工业大学,2002.
[43]浙江省教育厅高校管理干部赴美培训团,施建青.美国高校对建设研究型大学的启示——以浙江工业大学为例[J].高教与经济,2012,04:1-5+8.
[44]宋思明.执政党与人民代表大会关系研究[D].广西民族大学,政治学理论,2013,硕士.
[45]王书灵,邵春福,万歆.汽车消费者出行意愿调查与时间价值分析[J].综合运输,2014,09:33-38.
[46]朱鹏.圆形钢管混凝土Y型节点轴压及抗震性能试验研究[D].重庆大学,建筑与土木工程（专业学位）,2014,硕士.
[47]赵连斐.以特色管理促安全生产[J].石油化工安全技术.1996(06)
[48]王涛,陈国定,陈薄.轴承腔气相介质流场的理论与试验[J].航空动力学报,2014,11:2767-2773.
[49]范亚苹.数字信号调制方式的自动识别[D].中国矿业大学,信号与信息处理,2014,硕士.
[50]王仁书.分布式自组织顺序控制系统的研究与应用[D].华北电力大学,控制理论与控制工程,2014,博士.