BEPS 模型介绍.ppt

生态模型的基本原则 生态系统模型一般是将地球表面等分为格点(像元)进行模拟计算, 一般不考虑物质和能量的水平交换,将每一个格点作为一个封闭的系统进行模拟计算。格点的分辨率随着模拟区域的增大而下降。在模拟计算时应遵循： 能量守恒原则 进入系统的净能量(长波、短波）等于系统与大气之间潜热及显热通量、土壤热通量和热量存储变化（一般不考虑，但在短时间尺度上导致大的误差）之和。 物质守恒原则 进入系统的净降水等于ET、径流和土壤水分含量变化之和； 系统生成的碳水化合物等于吸收的光合有效辐射乘以转换系数(光能利用率)； 系统碳存储量的变化等于进入系统的CO2减去呼吸排放的CO2之差 Farquhar模型的时间尺度转换 Farquhar模型的时间尺度转换 环境因子对气孔导度影响的模拟方法 ET计算方法 NPP计算 Ra的计算 第二讲BEPS模型的辐射和能量平衡计算方案 太阳辐射的日变化 直接辐射与散射的区分 入射太阳辐射的估算 光照和蔽光叶片的辐射计算 各层直接辐射 各层散射辐射 长波辐射 坡地上辐射计算 土壤碳氮模拟—Century 模型 各土壤碳库动态模拟 土壤碳库分解速率 湿度对土壤碳分解的影响 温度对土壤碳分解的影响 Radiation on Slope ?lr ?sl- ?s n ?lr: Incidence angle ?sl- ?s: Difference in the azimuth angle between the sun and the slope ?sl 坡面上辐射 See Chen et al. (2005, J. Hydrology) for definitions of variables ?lr ?sl-?s n where ? is latitude, Ds is the solar declination, i.e. solar zenith angle at noon, and Ts is solar time All angles are in radians ?sl 坡面上辐射 See Chen et al. (2005, J. Hydrology) for definitions of variables Assuming that the diffuse radiance from the sky and reflected solar radiance from the surrounding terrain are the same. View Factor View factor is defined as the amount of the solid angle that an object occupies the hemispherical view of a surface. It ranges from 0 to 1. The sky view factor of an open surface = 1 The sky view factor of a vertical wall = 0.5 The ground view factor of a vertical wall = 0.5 View Factor In general, for a sloping surface with a slope of ?sl The sky view factor = cos2(?sl/2) The ground view factor = sin2(?sl/2) Longwave radiation on a sloping surface is then: Similarly, diffuse radiation on a sloping surface is then: Monteith, J. L. 1973, Principles of Environmental Physics ?/?s ?/?s 为0.6时分解最快，太干或太湿时，分解速度下降。 相对分解速度 温度 相对分解速度 Farquhar模型的时空尺度转换—InTEC模型 ?:代表自养呼吸占GPP的比例； Y:代表自养呼吸的年际变化 由瞬时到年的尺度转换 InTEC 模型结构 Chen et al., 2000, GBC, Ju et al., 2010, Tellus B,2010 BEPS模型的应用—产量预报 Ju et al., IJRS, 2010 BEPS模型的应用—农田土壤水分模拟 di：土壤层厚度 Pgs:有效降水量 Tr,i: 蒸腾消耗 Es:土壤表层蒸发 RF:土壤表层径流 Ki: 土壤饱和传导率 Wi: 土壤饱和水势 b:土