高寒山区土壤水分数据集验证及降尺度研究

发布时间：2021-01-06 06:17

　　土壤水分是大气-陆面之间水和能量交换的重要介质,尤其在干旱、半干旱区土壤水分对降水、蒸散发和径流等水循环过程具有重要的控制作用。当前遥感技术和模型模拟能够获取大尺度分辨率较粗的土壤水分数据,然而这些数据一般无法直接应用于水文和生态相关研究,需要利用降尺度方法提升大尺度土壤水分数据的空间分辨率。高寒山区复杂的地形和下垫面条件,使得该区域土壤水分的时空异质性强,且条件艰苦,交通不便,数据缺乏,针对高寒山区土壤水分时空异质性的研究相对较少,因而获取高分辨率的土壤水分数据刻画高寒山区土壤水分的空间分布尤为重要。位于祁连山的黑河上游是典型的高寒山区,同时作为我国第二大内陆河——黑河的发源地,为中游和下游地区提供90%以上的水资源。基于此,本研究在黑河上游高寒山区开展土壤水分产品的验证及降尺度研究,为高寒山区高精度土壤水分的相关研究奠定基础。本研究选取SMOS、SMAP卫星遥感土壤水分产品和GLDAS全球陆面同化土壤水分产品,结合黑河上游观测土壤水分数据对上述产品进行对比验证,确定最适用于高寒山区的土壤水分产品;再采用多元回归降尺度方法和DISPATCH（Disaggregation based ... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

黑河上游研究区Fig.2-1TheupperreachesoftheHeiheRiverWatershed

兰州大学硕士学位论文高寒山区土壤水分产品集验证及降尺度研究11图2-2八宝河流域研究区Fig.2-2ThestudyareaoftheBabaoRiverWatershed2.2水系特征黑河上游包含东部支流和西部支流，东部支流为八宝河，发源于冷龙岭的青羊沟和走廊南山的天盆河，八宝河全长约75km流域面积为2452km2；西部支流为野牛沟河，主要发源于走廊南山的柯柯里河，野牛沟河全长175km，流域面积约为4589km2。在青海省祁连县的黄藏寺，八宝河和野牛沟两条干流进行汇合后流入甘肃境内，经过莺落峡后流入中游地区[52]。2.3地质地貌黑河上游流域位于青藏高原的东北缘，流域中的山脉主要包括：走廊南山脉、托来山脉和疏勒南山脉等。由于第四纪以来历次构造运动的影响，流域内山体受到强烈地侵蚀和堆积作用，形成的地貌类型有丘陵、山间盆地、中山和高山[53]。黑河上游高寒山区的山峰海拔在4000~5000m之间，山谷海拔多在2300~3500m之间，整个黑河上游海拔范围在1719~5544m之间，地形复杂、山地起伏较大。

兰州大学硕士学位论文高寒山区土壤水分产品集验证及降尺度研究19图3-1黑河上游GLDAS1°×1°网格分布Fig.3-1Thedistributionofthe1°×1°GLDAS-GridsinTheupperreachesoftheHeiheRiverWatershed3.4降尺度方法3.4.1DISPATCH降尺度方法基于物理/理论的DISPATCH方法，通过不同尺度下土壤水分与土壤蒸散发效率的变化率进行降尺度计算[33]。9km×9km分辨率土壤蒸散发效率计算[69,70]，max9km9kmmaxmin=STSTSEESTST（1）9kmSEE为9km×9km土壤蒸散发效率，意义为实际蒸散量与潜在蒸散量的比值，其中max9kmSTST表示实际蒸散发的估算，maxminSTST代表潜在蒸散发估算。9kmST为被估算土壤蒸散发效率（9km×9km）网格的表面温度；maxST为研究区9km×9km分辨率表面温度的最大值，minST为研究区9km×9km分辨率表面温度最小值。通过求平均值计算低分辨率下土壤蒸散发效率，i=n()9kmi0lown==iSEESEE（2）lowSEE为低分辨率土壤蒸散发效率。根据一阶线性土壤蒸散发模型[48]，建立土壤水分与土壤蒸散发效率的变化关系：


本文编号：2960075