沈彦军研究组在蒸发互补关系理论研究中取得新进展

发布时间:2023.05.25     

  蒸散发是陆地生态系统水、能量循环的关键变量和重要纽带。蒸散发参与土壤-植被-大气系统中复杂的相互作用,具有过程复杂且时空变异性大的特点。蒸发互补关系(CR)理论只需常规气象变量即可估算蒸散发,近几年得到了快速发展和广泛应用。当前,全面涵盖CR模型时间和空间性能的评价研究少之又少,对不同CR模型的时间和空间精度以及参数敏感性的认知仍然相对匮乏,特别是在缺少蒸发观测的流域。  

  中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源中心沈彦军团队在黄河源区评价了当前四种主流CR模型的时空性能和参数敏感性,并选择了两个具有时空分布式参数的CR模型作为比较。研究以校正后水量平衡推求的蒸散发作为蒸发的时间参考值,以多种蒸发产品的集合平均值为蒸发的空间参考值。研究发现,在流域中应用时空固定参数的CR模型时应考虑时间和空间精度的权衡。尽管这四种固定参数的CR模型表现出不同的时空性能,但它们各方面性能基本相似。CR模型的参数具有一致的空间和时间敏感性,参数αe的敏感性比其他参数更强。通过对比发现,具有时空分布式参数的CR模型可以显著提升流域或区域蒸散发的时间和空间精度,因此,这类CR模型具有广阔的应用前景。本研究提供了一个综合评价模型时间和空间性能的框架,其可以更好地区分CR模型或其他类似模型的性能。该方法亦可以作为评估和校准符合应用需求的模型的指导原则。  

  该研究结果以“Trade-offs between spatial and temporal accuracy of complementary relationship models for evaporation in an ungauged basin”为题于2023517日在线发表在Water Resource Research上。农业资源研究中心张晓龙助理研究员为论文第一作者,沈彦军研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目(No. 420010374223050842041007),流域水循环模拟与调控国家重点实验室开放研究基金(No. IWHR-SKL-KF202015)以及中科院人才计划的联合资助。  

  论文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2022WR034222  

  

  注:-T-S-ST分别代表CR模型在时间、空间和时空方案中的结果  

  1 CR模式估算的多年平均蒸散发的空间分布  

   

         2 CR模型参数的(a)时间、(b)空间和(c)时-空敏感性   

 

  (供稿人:张晓龙)  

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