中国陆面蒸散发量的遥感反演及时空格局 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:189

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出版时间:2010-1

价格:28.00元

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isbn号码:9787802475922

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《地球的呼吸：陆面蒸散发研究进展与展望》 内容简介 地球，这颗蓝色星球，正如一个巨大的有机体，时刻进行着复杂的物质与能量交换。其中，陆面蒸散发（Evapotranspiration, ET）作为连接地表与大气之间水热循环的关键环节，扮演着至关重要的角色。它不仅直接影响着地表温度、大气湿度，更是决定着区域水资源可用性、植被生长状况、农业生产效率以及气候变化反馈机制的核心要素。对陆面蒸散发量及其时空格局的准确估算，是理解和预测地球系统动态、应对气候变化挑战、保障人类可持续发展的基石。 《地球的呼吸：陆面蒸散发研究进展与展望》一书，旨在全面梳理当前陆面蒸散发研究领域的最新理论、关键技术、典型应用及未来发展趋势，为广大科研工作者、政策制定者、行业专家以及对地球科学感兴趣的读者提供一份系统而深入的参考。本书内容涵盖了从蒸散发基本机理的理解，到遥感、地基观测等多元观测手段的应用，再到各种估算模型的发展与验证，以及其在不同领域交叉应用的实践。 第一部分：陆面蒸散发的基本理论与研究现状 本部分将深入浅出地介绍陆面蒸散发的基本概念、物理过程及其影响因素。我们将追溯其科学研究的历史脉络，回顾早期理论的奠基性工作，如彭曼方程、质量守恒原理等，并详细阐述能量平衡、水分传输等关键的物理化学过程。随后，将聚焦于现代蒸散发研究的最新进展，包括对不同地表类型（如森林、农田、草地、裸土、城市等）蒸散发特性的深入剖析，以及不同气候带（如干旱半干旱区、热带雨林区、季风气候区等）下蒸散发量差异的成因分析。我们将探讨不同地表覆盖、土壤水分条件、气象因子（如太阳辐射、气温、湿度、风速）以及人类活动（如灌溉、城市化）对蒸散发过程的复杂调控作用。通过引入最新的研究成果，读者将能够全面掌握当前学术界在理解陆面蒸散发机理方面的最新认知。 第二部分：陆面蒸散发的观测与估算技术 本部分将重点介绍当前用于陆面蒸散发观测和估算的核心技术。我们将详细介绍地基观测方法，包括涡度相关技术（Eddy Covariance）、微型气象站、土壤水分探测器、植物冠层温度传感器等，并分析这些方法的优势、局限性以及在不同尺度下的适用性。 随着遥感技术的飞速发展，其在陆面蒸散发研究中的应用已日益成熟并占据主导地位。本书将投入大量篇幅，系统性地介绍遥感在蒸散发估算中的应用。我们将梳理不同遥感平台（如卫星、航空器、无人机）和不同遥感波段（如可见光、近红外、热红外）的原理及其信息提取方法。重点介绍基于多源卫星数据（如Landsat、MODIS、Sentinel系列、FY系列等）的蒸散发遥感反演模型，包括： 半经验模型： 详细讲解基于植被指数（如NDVI、EVI）与实际蒸散发量之间关系的估算模型，如S-SEBI、SEBS、ETMapper等。分析模型构建的理论基础、数据需求、参数选择以及模型精度评估方法。 物理模型： 深入探讨基于能量平衡方程（如Penman-Monteith方程）的遥感反演方法。详细阐述如何利用遥感数据反演地表能量平衡分量，如净辐射、土壤热通量、感热通量，并最终推算出潜热通量（即蒸散发量）。我们将介绍如METRIC、SSEBop、ALEXI/DisALEXI等基于物理模型的典型算法。 机器学习与人工智能模型： 随着大数据时代的到来，基于机器学习（如支持向量机、随机森林）和深度学习（如卷积神经网络）的蒸散发估算模型正受到越来越多的关注。本部分将介绍如何利用海量的遥感数据、气象数据以及地表特征数据训练和优化这些模型，以提高估算的精度和时空分辨率。我们将讨论不同模型的优势、数据要求以及在复杂地表条件下的应用潜力。 此外，本书还将讨论如何融合多源数据（遥感、气象、地基观测、模型模拟等）以提高蒸散发估算的不确定性，以及如何进行模型验证和精度评估。 第三部分：陆面蒸散发的时空格局及其驱动机制 了解陆面蒸散发量的空间分布和时间变化特征（即时空格局）对于区域水资源管理、生态环境保护和气候变化研究至关重要。本部分将聚焦于对陆面蒸散发时空格局的分析。 空间格局分析： 我们将展示不同区域、不同地表类型的蒸散发量分布特征，分析其与地形、土壤、植被类型、气候带等空间要素的关联性。通过案例分析，揭示不同地理环境下的蒸散发量差异及其形成原因。 时间变化分析： 本部分将深入探讨蒸散发量在不同时间尺度（日变化、季节变化、年际变化、年代际变化）上的演变规律。我们将分析气候变化（如气温升高、降水格局改变）和人类活动（如土地利用变化、灌溉规模扩大）对蒸散发时间序列的影响，并讨论气候变化下的蒸散发响应趋势。 驱动机制研究： 本部分将综合运用统计分析、模型模拟等方法，深入探究影响陆面蒸散发时空格局的关键驱动因子。我们将量化不同气象因子、下垫面特征、土壤水分状况以及人类活动对蒸散发变化的贡献度，从而揭示其内在的驱动机制。 第四部分：陆面蒸散发研究的交叉应用与未来展望 陆面蒸散发研究并非孤立存在，其研究成果在多个学科领域具有广泛的应用价值。本部分将重点介绍蒸散发研究在以下几个方面的典型应用： 水资源管理： 蒸散发是区域可用水资源的重要组成部分。准确估算蒸散发量对于评估灌溉需水量、预测河流流量、优化水库调度、制定水资源可持续利用策略具有直接意义。 农业生产： 蒸散发直接决定着农作物的需水量，对作物产量和品质有重要影响。本书将介绍如何利用蒸散发数据指导精准灌溉、优化种植结构、提高水肥利用效率，以及应对干旱胁迫。 生态系统研究： 蒸散发是生态系统碳水循环的重要环节，与植被健康、生物量生产、碳汇能力密切相关。我们将探讨蒸散发变化对不同生态系统（如森林、湿地、草原）功能的影响，以及其在生态恢复和保护中的作用。 气候变化模拟与预测： 蒸散发过程是连接地表与大气的重要桥梁，在气候系统反馈机制中扮演着关键角色。本书将介绍如何将准确的蒸散发数据融入气候模型，以提高气候模拟的精度，并预测未来气候变化情景下的蒸散发响应。 城市水循环与热岛效应： 随着城市化进程的加速，城市地区的蒸散发及其对城市水循环和热岛效应的影响日益凸显。本书将探讨城市下垫面（如建筑、道路、绿地）的蒸散发特征，以及其对城市气候环境的调控作用。 最后，本书将对陆面蒸散发研究的未来发展方向进行展望。我们将讨论当前研究中存在的挑战，例如高时空分辨率数据的获取、不同尺度模型之间的耦合、复杂地表过程的刻画、不确定性量化等。同时，也将提出未来研究的重点方向，包括： 高精度、高分辨率陆面蒸散发产品的制备与应用： 结合新一代遥感技术（如高光谱、高时空分辨率卫星）、先进的建模技术以及大数据处理平台，提供更精细、更可靠的蒸散发产品。 多圈层耦合下的蒸散发过程研究： 深入研究蒸散发与大气、土壤、地下水、生物圈之间的多圈层相互作用，构建更完善的地球系统模型。 人工智能与深度学习在蒸散发研究中的深度融合： 探索AI技术在数据融合、模型优化、趋势预测、异常检测等方面的更广泛应用。 蒸散发在应对全球性挑战中的作用： 聚焦于蒸散发在水安全、粮食安全、气候适应与减缓等方面的决策支持作用。 加强国际合作与数据共享： 推动全球范围内的蒸散发监测网络建设和数据共享，促进跨区域、跨学科的合作研究。 《地球的呼吸：陆面蒸散发研究进展与展望》力求成为一本集理论性、技术性、实践性与前瞻性于一体的权威著作，为推动陆面蒸散发科学研究的深入发展，服务于国家和社会的可持续发展目标做出积极贡献。

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