陆域蒸散的测算理论方法:回顾与展望  

作　　者：刘元波[1] 邱国玉 张宏昇[3] 杨永辉[4,13] 张寅生 王权[7] 赵文智 贾立 吉喜斌[8,9] 熊育久 鄢春华 马宁[12] 韩淑敏 崔逸凡 

机构地区：[1]中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京210008 [2]北京大学深圳研究生院环境与能源学院,深圳518055 [3]北京大学物理学院大气与海洋科学系气候与海-气实验室,北京100871 [4]中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心,中国科学院农业水资源重点实验室,石家庄050022 [5]中国科学院青藏高原研究所青藏高原环境变化与地表过程重点实验室,北京100101 [6]中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心,北京100101 [7]Faculty of Agriculture,Shizuoka University,Shizuoka 422-8529,Japan [8]中国科学院西北生态环境资源研究院,兰州730000 [9]中国科学院内陆河流域生态水文重点实验室,兰州730000 [10]中国科学院空天信息创新研究院,北京100094 [11]中山大学土木工程学院,广州510275 [12]中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室,北京100101 [13]中国科学院大学,北京100049

出　　处：《中国科学：地球科学》2022年第3期381-399,共19页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金项目(批准号:51879255,41430855)资助。

摘　　要：蒸散是地球水分循环与能量转换的关键环节.陆域蒸散的精准测算是地球物理、生物乃至环境过程研究的共同科学难题.以英国Dalton和Penman等人为代表的开创性工作,以及大气边界层湍流交换理论与实验的不断发展,奠基了现代主流的蒸散测算方法.20世纪90年代以来技术趋于成熟的涡动相关系统和卫星遥感等观测手段,跨越寒带到热带、干旱区到湿润地区,涵盖水体、湿地、森林、农田、草地、裸地、城市等不同下垫面类型,极大地拓展了对蒸散过程认知的深度和广度;捕捉了诸如地表夜间蒸散、蒸散迟滞现象、非均匀下垫面的湍流间歇、平流关联的岛屿效应、下垫面转捩效应等新的现象和事实,对经典相似性理论和蒸散测算理论等提出了新的挑战;最大熵增蒸散模型和非参数化蒸散模型等新方法和新理论的萌芽已经出现.与此同时,点位高频观测和航空航天遥感技术构筑了从植物气孔到叶片、植株、冠层、景观、流域等跨尺度测算手段,在地表蒸散过程观测及机理解析上,形成纵向深化及横向综合的新进展.陆域蒸散新理念、新模型、新技术的综合性发展,成为突破蒸散精准测算难题的基础条件,这将为揭示地球系统的水-热-碳循环机理等全球性重大基础理论问题,为满足农业灌溉与粮食安全、水资源精细化管理与生态环境保护、城市热环境调控与全球升温适应对策等国家重大需求,提供更为严谨坚实的科学理论依据和实验支撑.

关 键 词：蒸散 大气边界层 非均匀下垫面 不确定性 

分 类 号：P339[天文地球—水文科学]