论文摘要
长江三角洲迅速的城市化使这一区域成为目前我国经济发展速度最快、总量规模最大、最具有发展潜力的经济带。其中作为龙头城市上海的发展最为迅速。这必然会导致大幅土地利用和土地覆盖的变化,从而改变局地能量收支和区域蒸散量的分布,进一步影响局地气候特征。本文正是基于这个着眼点开展研究的。众所周知,蒸散量是水分平衡和地面热量平衡的组成部分,而天气气候的变化在很大程度上由热量和水分的收支状况决定,在高强度人类活动的地区,这种物理过程尤为复杂。因而,在城市气候这个系统中,蒸散量扮演了重要的角色。蒸散过程不仅涉及到土壤、植被、大气等与天气气候密切相关的多种复杂过程,更是大气环流模式得以改进的关键。因此,对于地表蒸散量的研究多年来一直是国内外地学、生物学科学界关心的焦点问题之一,但是在城市气候研究领域,这一问题却较少涉及。对城郊各地表参数、辐射通量以及蒸散量的分析正是本文的特色之处。近30年来,随着遥感技术、计算机技术以及数学手段的飞速发展,利用卫星遥感方法估算区域蒸散量已经成为国内外蒸散研究的一个重要发展方向。鉴于以上认识,本文以上海为研究区通过遥感及地理信息系统对上海地区日蒸散量以及计算蒸散量所需的区域地表参数、区域地表辐射通量进行了研究。主要研究内容如下：1、数据选择。本文使用NOAA-AVHRR遥感数据,选择NOAA-18星上2008年6月-2009年6月的AVHRR数据,除去有云情况下的卫星资料,使用2008年7-5、7-15、10-14、10-15、12-1、12-5、12-6、12-9、12-12、12-14、12-16;2009年1-11、1-13、1-14、2-10、2-11、2-12、3-26、4-9、4-29、5-6、5-7、5-8,共23个时相的遥感影像数据进行上海区域各种地表参数,各能量通量以及蒸散量的反演计算。2、地表参数计算。通过不同的反演模型,分别计算了上海地区地表反射率（α）、比辐射率（ε）、植被覆盖指数（NDVI）和地表温度（Ts）。为计算地表通量以及蒸散量的计算提供参数支持。3、地表辐射通量计算。在以获得的地表参数中,使用地面气象站的实测地温数据校正反演得到地表温度数据（Ts）,用校正后的数据计算得到净辐射通量、土壤热通量、潜热通量、显热通量等辐射能量值。为之后计算区域蒸散量奠定基础。4、反演蒸散量。根据能量平衡原理得到的地表能量平衡公式为：LE=Rn-H-G,利用上一步中求得的用以计算蒸散量的潜热通量LE,可以使用公式ET=3600*LE/2460000计算卫星过境时的瞬时蒸散量,进而推算日均蒸散量。5、使用地面气象站实测数据验证反演结果。本文使用地面气象站数据包括来自徐家汇、浦东、宝山、嘉定、闵行、青浦、松江、金山、奉贤、南汇、崇明各站的对应遥感反演日期的地温数据以及日蒸散量数据,用以对反演得到的数据进行精度分析。6、区域蒸散量与城市热岛分析。将反演得到的2009年1月11日与4月9日的日蒸散量数据与模式模拟得到的上海地区城市热岛分布图对比分析。本文以地表能量平衡模型（SEBS）为基础,通过计算对地表反射率、植被覆盖指数、地表比辐射率、地表温度,进一步反演净辐射通量、土壤热通量、潜热通量,从而可计算得到选择数据每日卫星过境时的瞬时蒸散量以及日蒸散量。通过蒸散量的研究,了解上海地区水分蒸散的分布情况,以及蒸散量对城市气候形成的影响。