[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

说明书

本发明属于地面通量观测数据处理技术领域，涉及利用ALPHA不变法插补地面缺失的涡动通量观测数据的方法。本发明的方法包括：构建所述方法所需要的输入数据集；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；基于Priestley－Taylor方程，根据上述平均值，求出对应时间段未缺失时刻的平均ALPHA值；基于ALPHA保持恒定的特征，将平均ALPHA值作为数据缺失时刻的ALPHA值，根据上述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通量进行插补。对于快速准确的利用遥感手段进行潜热通量和显热通量的估算和验证研究具有重要意义。

技术领域

本发明属于地面通量观测数据处理技术领域，具体而言，涉及一种利用ALPHA不变法插补地面缺失的涡动通量观测数据的方法。

背景技术

基于涡动相关技术的通量观测研究是目前最为直接的一种定量测定地表能量平衡和能量通量的技术。通量观测数据是区域和全球尺度上地表能量平衡和水循环研究过程中极为重要的实测数据。但是，由于通量观测技术和环境条件的限制，在通量观测数据发布之前，必须对站点测得的通量观测数据进行一系列的处理，来进行数据质量的控制，包括WPL校正、坐标轴旋转和异常值剔除等一系列过程。同时由于天气原因、仪器故障、系统故障等外界干扰以及由上述数据质量控制过程造成了地面通量观测数据的缺失，因此需要对缺失的涡动通量观测数据进行合理的插补。由于缺失数据插补对结果估算的不确定性，使其在通量研究中具有重要的位置。

目前，虽然通量界有一些可用的插补方法，但这些方法对各种缺失数据的插补都具有一定的局限性，所以缺失数据的插补在很大程度上要依赖于研究人员的选择。在实际观测中，由于气象原因或者仪器、系统故障，以及数据质量控制等原因导致的地面通量观测数据缺失的现象普遍存在，因此，发展一种可靠的插补地面缺失的涡动通量观测数据的方法，对于快速准确地获取站点和小区域尺度涡动通量连续变化过程具有重要意义。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用ALPHA不变法插补地面缺失的涡动通量观测数据的方法，以克服上述问题或者至少部分地解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

根据本发明的一个方面，本发明提供一种利用ALPHA不变法插补地面缺失的涡动通量观测数据的方法，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；

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；

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；

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。

作为进一步优选技术方案，步骤S1中，还包括获取相关数据，对获取的数据进行预处理的步骤；

优选地，所述相关数据包括涡动相关及能量平衡通量观测数据和气象观测数据；

优选地，所述涡动相关及能量平衡通量观测数据包括潜热通量观测数据、显热通量观测数据、土壤热通量观测数据和净辐射数据；

优选地，获取一定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；所述一定时间间隔为10～120分钟时间间隔，优选为30～60分钟时间间隔，进一步优选为30分钟时间间隔。