定量遥感地表通量讲座.pdf

定量遥感地表通量 张 仁 华 中国科学院地理科学 与资源研究所 遥感信息界面是地球系统 遥感信息界面是地球系统 地圈∼生物圈∼大气圈的纽带 地圈∼生物圈∼大气圈的纽带 区域地表通量涉及全球变化三大主题 区域地表通量涉及全球变化三大主题 碳循环、水资源和食物纤维中的核心问题 碳循环、水资源和食物纤维中的核心问题 主要内容 I ，为什么要进行定量遥感地表通量 研究 II ，在定量遥感地表通量中我们已经 做的工作 III，今后在发展定量遥感地表通量的 几个关键问题 I,为什么要进行 定量遥感地表通量研究 国家需求的几个挑战性课题 缺水地区的水平衡现状？ 华北平原倒底缺多少水？ 农田土壤蒸发水对局地气候改善的真相是什么？ 改造自然大工程对气候（陆面过程）的 影响？ 南水北调和三峡工程的陆面过程效应 西北干旱地区生态环境的改造怎样才能良性循环? 如何正确评估中国的碳汇问题？ 目前中国通量网能否正确估算植被的碳汇？ 美国通量网估算植被碳汇的现实是什么？ 美国全国的碳汇估算量的不确定性说 明什么? •在1995年Birdsey 和Heath 的估算值是每 年平均0.3pg •1999年Brown 和Schroeder的估算值是每 年平均0.17 pg， •在1999年Houghton et al 的估算值是每年 平均0.15-0.35 pg, •在2000年田汉勤利用VEMAP模型的估算 值是每年平均0.08pg [Hanqin Tian,2000]。 叶面积指 数 该图是华北部分地区 的叶面积分布图， 500km×500km，它是 基金项目的定量遥感 研究成果 。由两个波 段的NOAA－AVHRR图 象、非遥感参数和遥 感模型，逐个象元计 算而成。站点测量平 均值与 20×20个象元 点484km2平均值偏差 52％，与50×50个约 3025km2 的平均值偏 差180％。 CO 通量 2 该图是华北部分地区 的二氧化碳通量分布 图，500km×500km，它 是基金项目的定量遥 感研究成果。由4波段 的NOAA-AVHRR图象、 非遥感参数和遥感模 型，逐个象元计算而 成。 禹城站点用涡度相关 仪测定值与 20×20个 象元约484km2平均值偏 差55％，与50 × 50个 象元约3025km2 的平均 值偏差196％。 上述不确定性是目前人类认识自然的 薄弱环节：通量站地表通量数据的空 间代表性的面积很小，而区域分布高 度非均匀、非线性。 美国的下垫面相对均匀，而且有300 多通量站，我国通量站只有50多个， 下垫面不均匀！！ 这种供需矛盾如何解决? 如何将地表通量测定方法进行从点到面 的突破？ 作为地学前沿的尺度转换怎样开展？ • 这种非均匀、非线性分布的下垫 面边界条件对区域陆面过程研究 的影响是什么？ • 目前，20多个陆面过程模型的反 演结果的差异，除模型差异外， 是否有下垫面参数的误差是形成 的 • 陆面过程模型的验证是否需要客 观真实的具有空间代表性的分布? 陆面过程与遥感地表通量的关系 1, 地气相互作用的陆面过程的核心参数 是地表通量。 2,定量遥感地表通量和区域陆面过程模 型研究的现状 3 ,定量遥感地表通量空间尺度信息与陆 面过程的时间尺度信息的相互支撑。 4,陆面过程模型与定量遥感地表通量相 结合的发展趋势。 地表通量的定量遥感在遥感领域的 综合性和引领性 1, 涵盖可见光、近红外、热红外、微波等波 段。 2，地表通量需求太阳辐射、大气