亚热带生态所构建参数估算方程提升Budyko水热耦合平衡框架的全球通用性
作者：综合研究中心 更新时间：2014-03-19
在全球变化加剧背景下，生态水文过程对气候变化和人类活动的响应成为国内外科学家共同关注的焦点，很多学者开发了多种模型来进行描述，简单而实用的模型一直是各国科学家所追求的目标，然而，气候系统和陆地生态系统的复杂性，使得这个目标具有极大的挑战性。基于流域水量和能量耦合平衡原理的Budyko框架（模型）似乎有望实现这一目标。
Budyko框架认为，流域内蒸散发同时受到水量（降水）和能量（太阳辐射，通常以潜在蒸发来代替）的限制。理论上，Budyko框架的水量-能量耦合平衡方程具有普适性，这点也得到了很多研究的证实。但是，仍有很多流域的观测资料与Budyko理论曲线存在一定偏差。对于此，傅抱璞公式（Fu equation）引进了一个参数
来调整因下垫面（如植被覆盖）差异引起的偏差。国内外很多研究发展了不同的
参数的估算公式，但具有一定的局限性，有的适合大流域（>10,000 km2），有的适合小流域（< 1000km2），至今尚未获得全球普适的估算方法。显然，
参数的普适性估算方法的发展，将会极大地促进Budyko框架（模型）的全球通用性。
中科院亚热带农业生态研究所生态水文组徐宪立研究员在“中科院海外引进杰出人才”项目的资助下，联合美澳学者，基于全球256个不同大小流域（从100到600,000 km2）的观测资料，运用神经网络技术，发展了一个
参数的简单的（输入变量为地理位置、DEM和NDVI）和全球通用的估算公式。研究结合
参数估算公式与Budyko的水热耦合平衡方程（Fu equation），估算了全球36000多个流域的多年平均蒸散量，并与遥感蒸散发产品比较，验证了估算公式的准确性和普适性。
图1 Omega参数的全球分布图
图2_Budyko平衡方程估算的多年平均蒸散发分布图
图3_Budyko平衡方程估算多年平均蒸散发的验证
这一研究成果发表在国际期刊Geophysical Research Letters上（Xu et al.GRL 40, 6123–6129）。
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