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《中国科学院研究生院(遥感应用研究所)》 2002年
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青藏高原地表反照率反演及冷热源分析

邓孺孺  
【摘要】: 地表反照率是影响地表能量收支平衡的决定性因素之一,青藏高原具有极高的海拔和广阔的面积,其反照率对地区乃至全球的大气运动及气候有重要影响。本文的目的是对青藏高原地表反照率和冷热源参数进行定量反演。为获得较高的反演精度,采取象元组分信息分解的方法,将象元对应地物分解为土壤、植被、水分、水体、雪被等基本组分,然后根据这些组分的光谱组合模型用遥感数据计算象元中各组分含量,再根据组分含量反演半球反射率和反照率。 为建立象元组分信息模型,本文对土壤光谱与土壤含水量及表面粗糙度的关系进行了深入研究,论证了含水量与土壤光谱呈指数关系,提出了土壤含水量与土壤光谱的函数关系式,并测定了土壤水吸收系数;在研究土壤光谱反射与散射过程基础上,提出了土块级土壤粗糙度与土壤光谱的函数关系式,进而提出了湿润、粗糙土壤反射率的数学模型,并通过实验证明了模型具有较高的精度。 在植被反射率模型方面,本文根据青藏高原植被特点,对Hapke's等的植被冠层模型进行了改进,提出了更为实用的植被冠层模型。模型考虑前三次散射,既保证了计算精度,又减小了运算量。 地形与反射率的关系是本文研究的一个重点。本文对崎岖山地象元的各入射光和反(散)射光分量进行了深入分析,在所提出的湿润土壤光谱模型和植被冠层模型的基础之上进一步提出了新的适合青藏高原的山地辐射传输模型。该模型同时考虑了土壤含水量、植被覆盖(LAI)、地形起伏和海拔高度的影响,并以象元坡面定义的半球空间立体角对环境入射光进行积分,使周围地形和天空散射光均得到适当考虑,计算量又在可接受范围内。 在以上提出的山地辐射传输模型基础之上,对Irons等提出的10波段反照率计算方法进行了发展,提出了高原山区的反照率计算模型。并应用该模型对多时相的青藏高原反照率进行了计算。得到了比传统方法精度更高的结果。对反照率及其变化进行分析,发现反照率的总体分布与地形及雪域密切相关。地形伏大的山坡、山麓地区,反照率明显降低,山顶雪域分布区反照率显著上升。高原反照率年变化的主要原因是土壤含水量、雪盖分布面积及植被覆盖度的变化。 然后,在翁笃鸣等提出的有关半经验公式的基础上,提出了根据反照率和 地形参数计算高原地面向大气输送能量的日平均通量的算法,并以此作为判定冷 热源的标准。用该方法对青藏高原1998年夏天、2000年夏至和冬至晴空条件下 地面向大气的输送能日平均通量进行了计算。结果显示,地形与输送能日平均通 量成正相关,青藏高原四季均为热源。夏季,整个高原为一强热源,其中高原南 部为极强热源;冬季,高原南部为强热源,而北部则减弱为弱热源。 最后针对青藏高原热力作用对气候的影响进行了分析。得到的结论是,高 原的热源作用使高原上空形成一个大气对流系统,作用强时可形成反气旋,弱时 在高原上空形成对流云系。在高原热力用和地形的共同作用下,来自西南或西面 的潮湿空气在高原迎风坡面中部被抬升,两侧被地形分开,导致在高原南部和两 侧的中国南方及印度一孟加拉地区雨量丰沛,而高原北面的中国北方则形成异常 干旱的气候。该结论得到了大范围的GMS卫星图像云图和水汽分布图系列的验 证。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(遥感应用研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:P422

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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8 ;科学有险阻 苦战能过关——植物学科研领域巡礼[J];生命世界;1978年02期
9 朱福康;青藏高原“环流与季风”研究的进展[J];气象;1983年11期
10 谢贤群;青藏高原夏季地表面反射率的分布特征[J];科学通报;1983年23期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙鸿烈;郑度;;青藏高原的综合考察与科学研究[A];科技进步与学科发展——“科学技术面向新世纪”学术年会论文集[C];1998年
2 吴功建;肖序常;李廷栋;;青藏高原亚东-格尔木地学断面[A];1990年中国地球物理学会第六届学术年会论文集[C];1990年
3 殷跃平;;[A];青藏高原地质过程与环境灾害效应文集[C];2005年
4 康世昌;游庆龙;Enric Aguilar;闫宇平;;青藏高原中、东部极端气候变化特征[A];青藏高原资源·环境·生态建设学术研讨会暨中国青藏高原研究会2007学术年会论文摘要汇编[C];2007年
5 王立忠;李建红;;龙宫大酒店地源热泵空调系统设计[A];全国暖通空调制冷2008年学术年会资料集[C];2008年
6 陈志龙;丛晓春;;生命周期评价方法及应用于制冷空调系统的研究进展[A];山东制冷空调——2009年山东省制冷空调学术年会“烟台冰轮杯”优秀论文集[C];2009年
7 王天津;;建立青藏高原环境资源产业 规范运作流域生态补偿机制[A];第三届环境与发展中国论坛论文集[C];2007年
8 张镱锂;郑度;包维楷;谢高地;摆万奇;李双成;沈振西;;青藏高原生态与环境问题分析[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
9 鲁春霞;于格;郭广猛;王菱;冷允法;;青藏高原降水的梯度效应及其水塔功能[A];2005青藏高原环境与变化研讨会论文摘要汇编[C];2005年
10 张省举;;青藏高原中东部1:100万区域重力调查取得的认识(摘要)[A];青藏高原地质过程与环境灾害效应文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王帆 王圣志;野生动物青藏高原撒野[N];中国绿色时报;2004年
2 贾立君 吕雪莉 陈俊;世界屋脊上的“圈地保护”之争[N];中国改革报;2007年
3 记者 于莘明;青藏高原冰川年均减少131.4平方公里[N];科技日报;2006年
4 李泰年;敢将红颜许和谐(三)[N];青海日报;2007年
5 拉巴次仁 姜辰蓉;火车拉动青藏高原经济带[N];西部时报;2006年
6 ;漫话古代巫术道教与苯教文化的对比和联系[N];西藏日报;2006年
7 徐丛荣;我国确定“可燃冰”陆域找矿远景区[N];中国国土资源报;2008年
8 郑菲通讯员 吴艳;青藏高原特殊环境野生植物调查保存项目启动[N];中国气象报;2008年
9 记者 李长云;青藏高原国际公路自行车赛开赛[N];人民日报;2000年
10 蒲金良;来自青藏高原的冰川矿泉水[N];科技日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓孺孺;青藏高原地表反照率反演及冷热源分析[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
2 周强;陆域天然气水合物遥感探测研究[D];中国地质大学(北京);2006年
3 王在志;青藏高原天气气候效应的数值模拟研究[D];中国科学院研究生院(大气物理研究所);2005年
4 邬光剑;祁连山东段0.8Ma以来的构造隆升与气候变化[D];兰州大学;2001年
5 武胜利;基于TRMM的主被动微波遥感结合反演土壤水分算法研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2006年
6 郑英龙;青藏高原岩石圈应力分布特征及其地质意义[D];中国地质科学院;1990年
7 夏忠欢;青藏高原湖泊沉积正构烷烃单体氢同位素比值的气候意义[D];中国科学院研究生院(青藏高原研究所);2008年
8 潘卫东;青藏高原多年冻土区铁路路基热稳定性研究[D];兰州大学;2002年
9 刘继梅;青藏高原特有植物独一味的遗传多样性及其脂溶性化学成分分析[D];复旦大学;2006年
10 于乐江;西太平洋—印度洋—青藏高原气候系统在南海夏季风爆发过程中的作用[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵慧霞;器测时期青藏高原气温变化的时空规律研究[D];山东师范大学;2004年
2 尉晓玮;青藏高原运动与现今构造应力场研究及数值模拟[D];中国地质大学(北京);2006年
3 俞国权;基于GIS的青藏高原新生代岩浆活动的研究[D];中国地质大学(北京);2006年
4 尚大成;青藏高原冻融过程与东亚夏季风关系的研究[D];兰州大学;2006年
5 耿艳;青藏高原热环境变化及其对生态环境影响的研究[D];安徽理工大学;2006年
6 王跃男;夏季青藏高原热力过程对长江中下游降水低频振荡的影响[D];南京信息工程大学;2008年
7 周海儒;青藏高原特种旅游开发研究[D];青海师范大学;2009年
8 朱长华;青藏高原多年冻土区高性能混凝土的试验研究[D];铁道部科学研究院;2004年
9 戴晓燕;青藏高原中尺度对流系统东移与长江流域暴雨过程的关系研究[D];华东师范大学;2005年
10 鲁萍丽;青海可可西里地区湖泊变化的遥感研究[D];中国地质大学(北京);2006年
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