本書從地表蒸散發(fā)的觀測和遙感觀測原理入手,全面總結了遙感蒸散發(fā)的估算方法,并重點闡述了作者團隊自主開發(fā)的PML遙感蒸散發(fā)模型及其相關應用的研究成果。本書分為兩個部分,第一部分主要介紹了蒸散發(fā)的基礎理論和遙感蒸散發(fā)的主要估算方法,核心內(nèi)容是PML遙感蒸散發(fā)模型的基礎理論、原理、模型方法和參數(shù)化方案。第二部分以遙感蒸散發(fā)的應用為主題,闡述了基于PML遙感蒸散發(fā)模型進行區(qū)域和全球蒸散發(fā)產(chǎn)品的生產(chǎn)、產(chǎn)品精度評價及與其他產(chǎn)品的對比、區(qū)域與全球蒸散發(fā)變化規(guī)律和歸因、PML模型與水文模型的耦合、遙感蒸散發(fā)在水文過程模擬和預測中的應用、遙感蒸散發(fā)在干旱監(jiān)測中的應用以及蒸散發(fā)的生態(tài)水文效應。
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近5年在Nature子刊等IF>3.0期刊發(fā)表一作/通訊作者論文44篇
目錄
序一
序二
前言
第0章 緒論 1
參考文獻 4
第1章 地表蒸散發(fā)的觀測與估算原理概述 6
1.1 地表蒸散發(fā)的主要觀測方法 6
1.1.1 蒸滲儀法 6
1.1.2 波文比能量平衡法 6
1.1.3 渦度相關法 7
1.1.4 閃爍通量儀法 8
1.1.5 熱脈沖法 8
1.2 地表蒸散發(fā)的主要估算原理 8
1.2.1 水量平衡法 8
1.2.2 彭曼綜合法 9
1.2.3 蒸散發(fā)互補法 10
1.3 本章小結 11
參考文獻 11
第2章 蒸散發(fā)的遙感估算方法 14
2.1 基于地表能量平衡的蒸散發(fā)估算方法 14
2.1.1 一源模型 14
2.1.2 二源模型 16
2.2 植被指數(shù)?地表溫度三角/梯形空間法 17
2.3 基于Priestley-Taylor公式的蒸散發(fā)估算方法 19
2.4 基于氣孔導度的蒸散發(fā)估算方法 19
2.5 本章小結 22
參考文獻 22
第3章 PML遙感蒸散發(fā)模型 25
3.1 模型的基本原理 25
3.2 PML-V1模型 26
3.2.1 植被蒸騰和土壤蒸發(fā) 26
3.2.2 冠層截留蒸發(fā) 28
3.3 PML-V2模型 30
3.4 模型的參數(shù)化方法 31
3.4.1 模型的主要參數(shù) 31
3.4.2 模型的參數(shù)率定方法 31
3.4.3 點?面尺度擴展方法 32
3.4.4 參數(shù)化方法在全球和中國的應用 33
3.5 PML模型的精度評價 34
3.5.1 PML模型驗證與性能指標 34
3.5.2 評價結果和分析 34
3.6 模型的優(yōu)點和局限性 39
3.7 本章小結 41
參考文獻 41
第4章 遙感蒸散發(fā)估算方法的主要挑戰(zhàn) 45
4.1 基于遙感地表溫度的能量平衡方法 45
4.2 基于冠層導度蒸散發(fā)模型 46
4.3 遙感蒸散發(fā)方法面臨的挑戰(zhàn) 48
4.3.1 模型結構復雜性與參數(shù)化之間的平衡 48
4.3.2 尺度效應和尺度擴展 49
4.3.3 物理模型與機器學習方法的耦合 50
4.3.4 蒸散發(fā)趨勢的研究 51
4.3.5 地塊尺度應用 51
4.4 本章小結 52
參考文獻 52
第5章 遙感蒸散發(fā)數(shù)據(jù)產(chǎn)品 54
5.1 典型的全球或區(qū)域遙感蒸散發(fā)數(shù)據(jù)產(chǎn)品 54
5.1.1 基于能量平衡的遙感蒸散發(fā)數(shù)據(jù)產(chǎn)品 54
5.1.2 基于P-M公式的遙感蒸散發(fā)數(shù)據(jù)產(chǎn)品 56
5.1.3 基于P-T公式的遙感蒸散發(fā)數(shù)據(jù)產(chǎn)品 58
5.1.4 地球系統(tǒng)數(shù)據(jù)同化蒸散發(fā)數(shù)據(jù)產(chǎn)品 60
5.1.5 基于蒸散發(fā)互補關系的蒸散發(fā)數(shù)據(jù)產(chǎn)品 61
5.1.6 基于機器學習的蒸散發(fā)數(shù)據(jù)產(chǎn)品 61
5.1.7 不考慮遙感和氣象數(shù)據(jù)的直接融合數(shù)據(jù)產(chǎn)品 62
5.2 PML-V2蒸散發(fā)數(shù)據(jù)產(chǎn)品詳細介紹 63
5.2.1 PML-V2全球陸地蒸散發(fā)數(shù)據(jù)產(chǎn)品 63
5.2.2 PML-V2中國陸地蒸散發(fā)數(shù)據(jù)產(chǎn)品 65
5.3 當前遙感蒸散發(fā)產(chǎn)品存在的問題 82
5.4 本章小結 83
參考文獻 83
第6章 陸地蒸散發(fā)的時空變化及歸因 91
6.1 全球陸地蒸散發(fā)及其組分的空間格局 91
6.2 全球陸地蒸散發(fā)及其組分的變化趨勢 93
6.2.1 全球陸地蒸散發(fā)的變化趨勢 93
6.2.2 全球陸地蒸散發(fā)組分的變化趨勢 94
6.3 全球陸地蒸散發(fā)變化的歸因 95
6.3.1 氣候因素對全球陸地蒸散發(fā)的影響 95
6.3.2 下墊面變化對全球陸地蒸散發(fā)的影響 96
6.4 中國陸地蒸散發(fā)的變化趨勢和歸因 98
6.4.1 近20年中國陸地蒸散發(fā)及其組分的時空特征 98
6.4.2 1982~2016年青藏高原蒸散發(fā)的變化趨勢和歸因 100
6.5 本章小結 113
參考文獻 114
第7章 基于遙感蒸散發(fā)的徑流模擬和預測 118
7.1 PML遙感蒸散發(fā)模型與集總式水文模型的耦合 118
7.1.1 模型耦合原理 118
7.1.2 耦合模型的應用效果評價 120
7.2 基于PML遙感蒸散發(fā)的水文模型率定 130
7.2.1 模型率定方法 130
7.2.2 模型率定應用效果評價 130
7.3 本章小結 152
參考文獻 153
第8章 基于遙感蒸散發(fā)的水文效應研究 158
8.1 植被變綠的水文效應研究 158
8.1.1 植被變綠對區(qū)域土壤水分的影響 158
8.1.2 植被變綠對地表徑流的影響 162
8.1.3 植被變綠對徑流信號的影響 166
8.2 森林大火的水文效應研究 172
8.2.1 森林大火對徑流的影響 172
8.2.2 森林大火對水儲量的影響 178
8.3 基于遙感蒸散發(fā)對區(qū)域水儲量變化及歸因的研究 180
8.3.1 研究區(qū)概況 180
8.3.2 研究數(shù)據(jù)與方法 180
8.3.3 主要結果 183
8.4 本章小結 185
參考文獻 186
第9章 基于遙感蒸散發(fā)的干旱研究 191
9.1 典型干旱指數(shù)的定義和方法 191
9.1.1 典型氣象干旱指數(shù) 191
9.1.2 典型農(nóng)業(yè)干旱指數(shù) 192
9.1.3 典型水文干旱指數(shù) 192
9.2 基于遙感蒸散發(fā)的干旱指數(shù) 193
9.2.1 基于遙感蒸散發(fā)的綜合干旱指數(shù)構建 193
9.2.2 基于遙感蒸散發(fā)的改進型干旱指數(shù)(MDI)構建 194
9.2.3 基于遙感蒸散發(fā)的干旱指數(shù)應用及與傳統(tǒng)干旱指數(shù)的對比研究 195
9.3 不同類型干旱傳遞規(guī)律研究 209
9.3.1 基于游程理論的氣象?農(nóng)業(yè)?水文干旱傳遞規(guī)律框架 210
9.3.2 黃河流域氣象?農(nóng)業(yè)?水文干旱傳遞規(guī)律 211
9.3.3 海河流域氣象?農(nóng)業(yè)?水文干旱傳遞規(guī)律 216
9.4 本章小結 221
參考文獻 222
第10章 基于遙感蒸散發(fā)的作物耗水規(guī)律研究 228
10.1 作物耗水規(guī)律的研究背景和方法 228
10.1.1 作物耗水規(guī)律研究涉及的基本概念 228
10.1.2 作物耗水規(guī)律的估算方法 229
10.2 基于遙感蒸散發(fā)的區(qū)域作物耗水規(guī)律研究 232
10.2.1 中國主要糧食作物的空間分布和時間動態(tài) 232
10.2.2 中國主要糧食作物耗水的演變特征 234
10.2.3 中國主要糧食作物灌溉需水量的時空演變特征 238
10.3 基于遙感蒸散發(fā)的中國主要糧食作物用水虧缺量的歸因分析 242
10.3.1 中國主要糧食作物用水虧缺量的季節(jié)性差異 243
10.3.2 中國主要糧食作物用水虧缺量的時空變化趨勢 246
10.3.3 中國主要糧食作物用水虧缺量的主要驅(qū)動因子 249
10.4 本章小結 252
參考文獻 253
第11章 遙感蒸散發(fā)的應用前瞻 258
11.1 大尺度水文特征變化與歸因 258
11.1.1 氣候變化下的陸地水循環(huán)演變 258
11.1.2 極端水文事件的變化 260
11.1.3 植被變化與水文循環(huán)的關系 261
11.2 無資料或資料稀缺地區(qū)的水文模擬和預測 261
11.2.1 徑流模擬和預測 262
11.2.2 地下水及水儲量變化的模擬和預測 263
11.3 水旱災害監(jiān)測與中短期預測 263
11.3.1 通過遙感蒸散發(fā)提升干旱災害的監(jiān)測能力 264
11.3.2 遙感蒸散發(fā)與干旱預報 264
11.3.3 遙感蒸散發(fā)與洪水預測和預報 265
11.4 其他方面 265
11.5 本章小結 267
參考文獻 267
附錄:全書主要變量列表 271