[发明专利]一种提高区域干湿度模拟效果的方法

说明书

技术领域

本发明涉及气候要素计算技术领域，更为具体来说，本发明是一种提高区域干湿度模拟效果的方法。

背景技术

作为气候的组成要素之一，干湿状况对自然环境的空间分布起着重要作用。区域的干湿状况用干燥度或湿润指数来表征，前者是最大可能蒸散与降水的比值，后者相反，统称为干湿指数(Aridity/Humid ity index)。其中，最大可能蒸散(ET_o)又称为潜在蒸散或者参考作物蒸散，是在水分充足的情况下地表蒸发、植被蒸腾的和。

传统的ET_o测算主要有三种途径：蒸渗仪测定、蒸发皿估测以及模型估算。试验测量ET_o常缺乏准确性，且数据仅在局部实验地区提供，因此国际上ET_o普遍由模型估算而来。估算ET_o的模型可达几十种，主要分为四类：以温度为基础的模型，以辐射为基础的模型，以空气饱和差为基础的模型和综合模型。其中，综合模型在理论上有健全依据并在实践上经过广泛检验，被认为是比较好的方法。由Penman模型发展为FAO56模型，然后对FAO56模型进行修订或修正，比如，方法的修订、左大康的修正等等。

但是，传统的模型估算方法没有对长波辐射进行修正，从而导致ET_o的估算并不准确，干湿指数也不准确。特别地，对于某些区域，比如，在我国，传统的模型估算方法对于干湿度的模拟效果较差。

因此，如何针对不同的区域而提高干湿度的模拟效果、如何使干湿度模拟方法适用于不同地区，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和研究的重点。

发明内容

为解决传统的模型估算方法对干湿度模拟效果差、适用区域范围局限等问题，本发明公开了一种提高区域干湿度模拟效果的方法，通过对传统模型的修正，提高了模型估算方法的准确性和可靠性；特别地，本发明以FAO56模型为基础，根据我国实测辐射资料对模型辐射项进行校正，填补过去研究中对模型净长波辐射校正的空白，得出适合我国的计算参考作物蒸散量的辐射项经验系数，使模型结果能更好地表示我国特定自然环境下的最大可能蒸散，进而提高中国干湿度模拟效果。

为实现上述的技术目的，本发明公开了一种提高区域干湿度模拟效果的方法，该方法包括如下步骤，

步骤1，收集研究区内各站点的月值气象数据以及研究区内的净长波辐射数据；

步骤2，基于总辐射模型和步骤1中收集的月值气象数据，利用至少两种总辐射校正方法分别计算总辐射模拟值；

步骤3，基于步骤1中收集的月值气象数据中的总辐射观测值，将步骤2中的所有总辐射模拟值分别与总辐射观测值对比，判断出准确性最高的总辐射校正方法；

步骤4，基于步骤1中收集的月值气象数据，利用不同的净长波辐射计算方法计算净长波辐射值；

步骤5，将步骤4中的所有净长波辐射值分别与步骤1中收集的净长波辐射数据对比，判断出准确性最高的净长波辐射计算方法；

步骤6，利用步骤3判断出的总辐射校正方法和步骤5中判断出的净长波辐射计算方法得到用于计算净辐射的辐射校正式；

步骤7，利用步骤6中的辐射校正式计算最大可能蒸散，并利用最大可能蒸散计算干湿指数。

本发明创新地将总辐射校正和净长波辐射结合，从而得到用于计算净辐射的辐射校正式，最终计算出最大可能蒸散和干湿指数。本发明考虑的气候因素较全面，因而本发明能够较好地模拟出区域干湿度，本发明具有模拟效果好、可靠性高、适用范围广等突出优点。

进一步地，步骤1中，所述月值气象数据包括日照时数n[hour]、可照时数N[hour]、总辐射R_s[MJ·m^-2·day^-1]、晴天总辐射R_so[MJ·m^-2·day^-1]、天文辐射R_a[MJ·m^-2·day^-1]、最高温度T_x,k[K]、最低温度T_n,k[K]、实际水汽压e_a[kPa]、降水量P[mm]。

进一步地，步骤2中，所述总辐射模型为FAO模型中的总辐射模型，即总辐射模拟值其中，a、b均为经验系数；所述至少两种总辐射校正方法包括：