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题名: 青藏高原不同下垫面的土壤温湿特征研究
作者: 杨健
答辩日期: 2012-07
导师: 马耀明
专业: 大气物理学
授予单位: 中国科学院研究生院
授予地点: 北京
学位: 硕士
关键词: 青藏高原 ; 土壤温度 ; 土壤湿度 ; 微波遥感
摘要: 青藏高原具有复杂的下垫面特征,通过下垫面与大气之间的物质能量交换对大气边界层产生影响,进而影响到上层大气。土壤温湿度是研究下垫面过程必不可少的参量,为此科学家在高原进行了大量试验观测,其中中国科学院青藏高原研究所在纳木错,珠峰和藏东南三个不同下垫面地区设立了长期的观测站,土壤温湿的观测已经有连续5年以上的数据。但是传统的观测方法只能获得点的土壤信息,在不经过验证的情况下很难用一个点来表示一个区域。而被动微波遥感已经发展了相对成熟的反演地表温湿度的理论,加上微波的全天时全天候的特点,可以用来获取大尺度的土壤温湿信息。本文首先利用了上述三站在2007年的土壤温湿5层的观测数据,分析了其变化特征。其次利用AMSR-E三个通道亮温及 MODIS 地表温度产品反演了青藏高原区域上地表的温湿特征,结果表明:1.三个站土壤温度的年变化和年平均的日变化趋势基本相同,与太阳辐射变化特征一致;它们在冻结深度和冻结时间上差别较大;下垫面特征、土壤的冻结消融及其物理性质的差异使三个站表现出了不同的土壤湿度变化特征;三个站均表现为在某一深度有一个高含水层,土壤消融(冻结)使土壤湿度迅速增大(减小)。2. 将青藏高原简单分为稀疏植被区和浓密植被区(藏东南地区),分别通过线性回归,得到了两个分区两个季节的MODIS地表温度与AMSR-E 37GHz垂直极化亮温的线性关系,并发现夏季浓密植被区的线性关系最好相关系数达到0.86RMSE2.5;两个区的线性关系在夏季差别较大,冬季差别减小;浓密植被区冬夏差别很大,稀疏植被区冬夏两季线性关系相近;这些主要是受植被的影响。建立的线性关系用于下一步土壤湿度的反演。3. 利用经验半经验模型、辐射传输方程反演得到了青藏高原地区的土壤表层湿度分布状况。通过本文的算法能反演青藏高原地区的湿度分布,但由于在浓密植被覆盖的情况下,传感器接收到的土壤的信息相对减少,很难反演它的土壤湿度。藏北高原等稀疏植被类型下垫面反演精度较好。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.itpcas.ac.cn/handle/131C11/1920
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杨健.青藏高原不同下垫面的土壤温湿特征研究[硕士].北京.中国科学院研究生院.2012
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