[發(fā)明專利]一種提高區(qū)域干濕度模擬效果的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611145761.1
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106777668A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹云鶴;吳紹洪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11212
• 代理人: 楊立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣候要素計算技術(shù)領(lǐng)域，更為具體來說，本發(fā)明是一種提高區(qū)域干濕度模擬效果的方法。

背景技術(shù)

作為氣候的組成要素之一，干濕狀況對自然環(huán)境的空間分布起著重要作用。區(qū)域的干濕狀況用干燥度或濕潤指數(shù)來表征，前者是最大可能蒸散與降水的比值，后者相反，統(tǒng)稱為干濕指數(shù)(Aridity/Humid ity index)。其中，最大可能蒸散(ET_o)又稱為潛在蒸散或者參考作物蒸散，是在水分充足的情況下地表蒸發(fā)、植被蒸騰的和。

傳統(tǒng)的ET_o測算主要有三種途徑：蒸滲儀測定、蒸發(fā)皿估測以及模型估算。試驗測量ET_o常缺乏準(zhǔn)確性，且數(shù)據(jù)僅在局部實驗地區(qū)提供，因此國際上ET_o普遍由模型估算而來。估算ET_o的模型可達(dá)幾十種，主要分為四類：以溫度為基礎(chǔ)的模型，以輻射為基礎(chǔ)的模型，以空氣飽和差為基礎(chǔ)的模型和綜合模型。其中，綜合模型在理論上有健全依據(jù)并在實踐上經(jīng)過廣泛檢驗，被認(rèn)為是比較好的方法。由Penman模型發(fā)展為FAO56模型，然后對FAO56模型進(jìn)行修訂或修正，比如，方法的修訂、左大康的修正等等。

但是，傳統(tǒng)的模型估算方法沒有對長波輻射進(jìn)行修正，從而導(dǎo)致ET_o的估算并不準(zhǔn)確，干濕指數(shù)也不準(zhǔn)確。特別地，對于某些區(qū)域，比如，在我國，傳統(tǒng)的模型估算方法對于干濕度的模擬效果較差。

因此，如何針對不同的區(qū)域而提高干濕度的模擬效果、如何使干濕度模擬方法適用于不同地區(qū)，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題和研究的重點。

發(fā)明內(nèi)容

為解決傳統(tǒng)的模型估算方法對干濕度模擬效果差、適用區(qū)域范圍局限等問題，本發(fā)明公開了一種提高區(qū)域干濕度模擬效果的方法，通過對傳統(tǒng)模型的修正，提高了模型估算方法的準(zhǔn)確性和可靠性；特別地，本發(fā)明以FAO56模型為基礎(chǔ)，根據(jù)我國實測輻射資料對模型輻射項進(jìn)行校正，填補(bǔ)過去研究中對模型凈長波輻射校正的空白，得出適合我國的計算參考作物蒸散量的輻射項經(jīng)驗系數(shù)，使模型結(jié)果能更好地表示我國特定自然環(huán)境下的最大可能蒸散，進(jìn)而提高中國干濕度模擬效果。

為實現(xiàn)上述的技術(shù)目的，本發(fā)明公開了一種提高區(qū)域干濕度模擬效果的方法，該方法包括如下步驟，

步驟1，收集研究區(qū)內(nèi)各站點的月值氣象數(shù)據(jù)以及研究區(qū)內(nèi)的凈長波輻射數(shù)據(jù)；

步驟2，基于總輻射模型和步驟1中收集的月值氣象數(shù)據(jù)，利用至少兩種總輻射校正方法分別計算總輻射模擬值；

步驟3，基于步驟1中收集的月值氣象數(shù)據(jù)中的總輻射觀測值，將步驟2中的所有總輻射模擬值分別與總輻射觀測值對比，判斷出準(zhǔn)確性最高的總輻射校正方法；

步驟4，基于步驟1中收集的月值氣象數(shù)據(jù)，利用不同的凈長波輻射計算方法計算凈長波輻射值；

步驟5，將步驟4中的所有凈長波輻射值分別與步驟1中收集的凈長波輻射數(shù)據(jù)對比，判斷出準(zhǔn)確性最高的凈長波輻射計算方法；

步驟6，利用步驟3判斷出的總輻射校正方法和步驟5中判斷出的凈長波輻射計算方法得到用于計算凈輻射的輻射校正式；

步驟7，利用步驟6中的輻射校正式計算最大可能蒸散，并利用最大可能蒸散計算干濕指數(shù)。

本發(fā)明創(chuàng)新地將總輻射校正和凈長波輻射結(jié)合，從而得到用于計算凈輻射的輻射校正式，最終計算出最大可能蒸散和干濕指數(shù)。本發(fā)明考慮的氣候因素較全面，因而本發(fā)明能夠較好地模擬出區(qū)域干濕度，本發(fā)明具有模擬效果好、可靠性高、適用范圍廣等突出優(yōu)點。

進(jìn)一步地，步驟1中，所述月值氣象數(shù)據(jù)包括日照時數(shù)n[hour]、可照時數(shù)N[hour]、總輻射R_s[MJ·m^-2·day^-1]、晴天總輻射R_so[MJ·m^-2·day^-1]、天文輻射R_a[MJ·m^-2·day^-1]、最高溫度T_x,k[K]、最低溫度T_n,k[K]、實際水汽壓e_a[kPa]、降水量P[mm]。

進(jìn)一步地，步驟2中，所述總輻射模型為FAO模型中的總輻射模型，即總輻射模擬值其中，a、b均為經(jīng)驗系數(shù)；所述至少兩種總輻射校正方法包括：