[发明专利]利用ALPHA不变法插补地面缺失的涡动通量观测数据的方法

权利要求书

1.一种利用ALPHA不变法插补地面缺失的涡动通量观测数据的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：构建所述方法所需要的输入数据集，具体包括：

初步构建利用ALPHA不变法插补地面缺失的涡动通量观测数据的输入数据集，并进行相关数据的获取，对获取的通量数据进行数据预处理；即首先获取半小时时间间隔的涡动相关及能量平衡通量观测数据和气象观测数据，包括潜热通量观测数据，记为LE_i；显热通量观测数据，记为H_i；土壤热通量观测数据，记为G_i；净辐射数据，记为Rn_i；以及气象观测数据；

S2：针对涡动通量观测数据有部分缺失的目标时间段，计算该时间段内未缺失时刻的潜热通量、土壤热通量和净辐射的平均值，具体包括：

针对涡动通量观测数据有部分缺失的某一天，选择当日白天时段的数据，其中白天时段的判定方法为，若某一时刻的入射短波辐射Rs5W/m²，则认为是白天时刻，该时刻的数据为当日白天的数据；计算该日白天所有未缺失时刻的半小时时间间隔潜热通量、土壤热通量和净辐射的有效数据累加∑LE、∑G和∑R_n，并分别取平均，得到对应的多时刻通量和辐射平均值，分别记为和三者平均值的计算公式分别如公式(1)、(2)和(3)所示：

其中，n为当日白天数据未缺失的有效数据个数，即有效半小时的时刻数量；

S3：基于Priestley-Taylor方程，根据潜热通量、土壤热通量和净辐射的平均值，求出对应时间段未缺失时刻的平均ALPHA值，具体包括：

根据步骤S2算出的当日白天的多时刻通量和辐射平均值，求出对应的白天数据未缺失时刻的平均ALPHA值平均ALPHA值的计算公式如公式(4)所示：

其中，为当日白天所有涡动通量观测数据未缺失时刻的Priestley-Taylor平均ALPHA系数；为当日白天所有涡动通量观测数据未缺失时刻的平均饱和水汽压曲线斜率，单位为kPa/℃；为当日白天所有涡动通量观测数据未缺失时刻的平均干湿球常数；和分别为当日白天数据未缺失的多时刻潜热通量、土壤热通量和净辐射的平均值；

S4：基于ALPHA在目标时间段内保持恒定的特征，将所述的平均ALPHA值作为数据缺失时刻的ALPHA值，根据Priestley-Taylor方程和地表能量平衡方程，对地面涡动通量观测数据缺失时刻的潜热通量和显热通量进行插补；

具体包括：基于ALPHA在一天内保持恒定的特征，步骤S3得到的白天数据未缺失时刻的平均ALPHA值可作为数据缺失时刻的ALPHA，故一天内任意时刻的然后根据Priestley-Taylor方程，结合地面涡动通量观测数据缺失时刻的净辐射和土壤热通量数据，计算得到涡动通量观测数据缺失时刻的蒸散发LE_lack，其计算公式如公式(5)所示：

其中，Δ_lack、γ_lack、和G_lack分别为当日涡动通量观测数据缺失时刻的饱和水汽压曲线斜率、干湿球常数、净辐射和土壤热通量；

S42：基于地表能量平衡方程，可计算得到涡动通量观测数据缺失时刻半小时时间间隔的显热通量H_lack，其计算公式如公式(6)所示：

其中，G_lack和LE_lack、分别为当日涡动通量观测数据缺失时刻的净辐射、土壤热通量和蒸散发。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将权利要求1所述的利用ALPHA不变法插补地面缺失的涡动通量观测数据的方法应用在遥感反演地表蒸散发的验证或地表蒸散发升降尺度研究中。