[發明專利]一種基于閃爍法測量區域蒸散總水量的方法

有效

• 申請號: 202110271725.4
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113156542B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 劉聰;吳東麗;邵長亮;朱永超;楊大生;馬劍哲;徐鑫
• 申請（專利權）人: 中國氣象局氣象探測中心
• 主分類號: G01W1/02
• 分類號: G01W1/02;G01K17/02
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 王鳳英

本發明公開了一種基于閃爍法測量區域蒸散總水量的方法。方法是通過大口徑閃爍儀的路徑積分效應測得區域大氣的波文比、空氣密度、空氣比熱容、大氣折射率結構參數、平均感熱通量，再通過下墊面熱平衡方程計算得到整體區域的平均潛熱通量，最后得出區域蒸散總水量。本方法可用于對觀測區域蒸散總水量值的計算。這種通過大口徑閃爍儀的路徑積分效應測量地表熱通量，很好地解決了通量觀測中單點觀測設備由于下墊面不均一帶來的區域總水量不能正確統計問題，可以和衛星數據進行訂正，得到更大尺度的整體蒸散數據。

技術領域

本發明涉及區域水資源的測量技術，尤其是涉及一種基于閃爍法測量區域蒸散總水量的方法。

背景技術

傳統的地表蒸散量觀測方法多是單點觀測，只能提供特定位置的觀測數據。由于下墊面的不均一，觀測受降水、土壤、水文以及不同植被等參數變化影響嚴重。傳統的觀測方法只能通過空間插值的方法由點尺度外推為面尺度。由于下墊表面的復雜性使得該方法在進行空間尺度擴展時會產生較大誤差。需要密集布點分布觀測，這種情況下，價格太高，位置不同數據處理相對困難。因此大范圍的觀測平均值很有必要。而且得到區域蒸散量數據之后，可以和衛星數據進行訂正，得到更大尺度的整體蒸散數據。

發明內容

為了解決現有技術中無法有效的對區域蒸散總水量整體計算評估的問題，本發明提供一種基于閃爍法測量區域蒸散總水量的方法。

本發明采取的技術方案是：一種基于閃爍法測量區域蒸散總水量的方法，其特征在于，所述方法是通過大口徑閃爍儀的路徑積分效應測得區域大氣的波文比、空氣密度、空氣比熱容、大氣折射率結構參數、平均感熱通量，再通過下墊面熱平衡方程計算得到整體區域的平均潛熱通量，最后得出區域蒸散總水量。具體步驟如下：

第一步：計算被測量區域大氣的波文比、空氣密度、空氣比熱容；

①、波文比β：

波文比β為相對濕度對閃爍影響因素的校正因數，根據氣象觀測數據推導計算得出，如下公式所示：

式(1)中，γ為干濕球常數，γ＝a₀×P，a₀為常數，通常取0.665×10^-3，P為大氣壓力，單位：Pa；ΔT為不同觀測層間的空氣溫度差，單位：K；ΔE為不同觀測層間的實際水汽壓差，單位：Pa；ΔT和ΔE分別有以下關系式：

ΔT＝T₁-T₂------------(2)

ΔE＝E₁-E₂------------(3)

式(2)中，T₁為上層空氣溫度，T₂為下層空氣溫度；

式(3)中，E₁為上層水汽壓，E₂為下層水汽壓；

上層水汽壓E₁通過上層空氣相對濕度RH₁、上層飽和水汽壓E_a1和上層空氣溫度t₁進行換算，換算公式如下：

E₁＝E_a1×RH₁×0.01-----------(4)

t₁＝T₁-273.15-----------------------(6)

式(4)中，E₁為上層實際水汽壓，單位：Pa；RH₁為上層空氣相對濕度，單位：％；E_a1為上層飽和水汽壓，單位：Pa；