第八届青年地学论坛

感热通量和潜热通量分别表征地表与近地面大气之间由温差和水汽相变所引发的湍流能量输运，二者合称水热通量，共同组成地表热源，同时联系着地表的辐射平衡、能量平衡和水量平衡，其准确估算有助于区域地气相互作用过程的定量评估。然而，已有的水热通量计算方案中，基于物理过程的各种地表水热通量模型互有优劣，而目前尚无对各种水热通量模型在青藏高原地区估算精度与适用性的系统评估；同时，过往研究中地表特征参数及水热通量的日变化机制仍缺乏定量的分析。针对以上两点，本课题利用FY-4A/AGRI静止卫星传感器数据、CLDAS-V2.0再分析产品以及青藏高原观测研究平台的站点实测资料，分别基于地表能量平衡系统（SEBS）模型、最大熵增（MEP）模型和非参数化（NP）模型对青藏高原全域的地表水热通量进行了估算，对以上三种基于物理过程的地表水热通量模型进行了系统性的评估。综合比较以上三种基于物理过程的地表水热通量模型，最终确定地表能量平衡系统（SEBS）模型为最优方案。为了补充SEBS模型中缺少的水体下垫面水热通量计算模块，本研究建立了新的适用于水体下垫面的水热通量参数化方案，评估了新的水面水热通量参数化方案与其它水体方案的精度，并且确定了SEBS模型中重要的中间变量——整体输送系数的日变化特征和随大气层结变动的数值分布规律，定量分析了三种整体输送系数的数值差异。基于改进的SEBS模型方案，最终建立了适用于我国新一代静止轨道气象卫星传感器FY-4A/AGRI的地表特征参数遥感反演算法，其中，用于水热通量估算的重要输入参数——地表宽波段反照率、归一化差值植被指数、地表植被覆盖度、叶面积指数、植被冠层高度以及地表比辐射率等地表特征参数均通过FY-4A/AGRI单一静止卫星传感器进行了遥感反演。基于FY-4A/AGRI的高时间分辨率优势最终计算得到青藏高原全域逐小时的地表水热通量数据，定量分析和讨论了青藏高原的地表能量平衡特征以及地表热源的昼夜差异、季节变化与区域差异，给出了高原地表热源的日变化和年内变化过程的详细统计数据，可为地气相互作用等陆面过程研究提供一定的定量参考依据。

水热通量,物理过程,SEBS模型,青藏高原