技术特征：
1.一种同步考虑植被冠层和根系动态变化的区域尺度蒸散发模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、通过pt-jpl模型需要的区域尺度的数据来计算净辐射r
n
、净辐射分量r
ns
和r
nc
、以及各影响因子；s2、基于guswa模型估算预设区域尺度的植物有效根深zr；s3、将植物有效根深zr通过在植被蒸腾t和土壤蒸发e
b
中的土壤水作用耦合进pt-jpl三源蒸散发模型构建同步考虑植被冠层和根深动态变化的区域尺度蒸散发模型：源蒸散发模型构建同步考虑植被冠层和根深动态变化的区域尺度蒸散发模型：et＝t+e
b
+e
i
式中，f
wet
为相对表面湿度；f
rew
为土壤水分和土壤性质约束；α为priestley-taylor模式系数，取值1.26；δ为温度-饱和水汽压斜率；γ是干湿表常数，取值0.066；r
ns
为表层土壤净辐射；g为地面热通量；f
g
、f
t
和f
trm
分别为绿色冠层分数、植物温度约束和生态生理标量，et为蒸散发,e
i
为冠层截留蒸发。2.根据权利要求1所述的同步考虑植被冠层和根系动态变化的区域尺度蒸散发模型的构建方法，其特征在于，步骤s1中，净辐射r
n
、净辐射分量r
ns
和r
nc
的计算方法如下：r
n
＝r
nshort-r
nlong
其中，r
n
是净辐射，r
nshort
和r
nlong
分别为净短波辐射和净长波辐射；r
nc
＝r
n-r
ns
其中，r
ns
为到达土壤表面的净辐射，r
nc
是冠层截获的净辐射，是消光系数，取值0.6，lai是叶面积指数。3.根据权利要求1所述的同步考虑植被冠层和根系动态变化的区域尺度蒸散发模型的构建方法，其特征在于，步骤s1中，各影响因子的计算f
wet
＝rh4f
apar
＝m1evi+b1f
ipar
＝m2ndvi+b
222
其中，f
wet
为相对表面湿度，f
g
为绿色冠层所占比例，f
t
为温度限制因子，f
m
为水分限制因子，f
aparmax
是f
apar
的最大值，rh是相对湿度，t
max
是最高气温，t
opt
是植被最佳生长温度evi
是增强型植被指数，ndvi是归一化植被指数，f
apar
是被树冠吸收par系数，f
ipar
是被树冠截取par系数，par系数是光合有效辐射的比例，b1＝-0.048，b2＝-0.05，m2＝1，m1＝1.3632。4.根据权利要求1所述的同步考虑植被冠层和根系动态变化的区域尺度蒸散发模型的构建方法，其特征在于，步骤s2中，植物有效根深zr的计算方法如下：θ
p
＝θ
fc-θ
w
w＝p/pt其中，zr为植物有效根深，α
r
为平均降雨深度，θ
p
为植物有效含水量，θ
fc
为田间持水量，θ
w
为凋萎系数，w为年平均降水量(p)与潜在蒸腾速率(pt)之比；a的计算公式如下:a的计算公式如下:wue＝gpp/et其中，pt代表潜在蒸腾，γ
r
为实际根呼吸速率，为20℃时根的呼吸速率，t
a
为空气温度，q
10
为温度系数，表示温度每升高10℃引起的根呼吸速率变化，此处取q
10
为2.0；rld为根长密度，srl为比根长，rld设置为0.1，srl设置为1500cm root
·
g-1 root，wue是初级生产总值gpp与et的比值，f
gs
是基于叶面积指数的生长季长度分数。5.根据权利要求1所述的同步考虑植被冠层和根系动态变化的区域尺度蒸散发模型的构建方法，其特征在于，步骤s3中，f
rew
为土壤水分和土壤性质约束，计算方法如下：其中，θ
obs
为土壤湿度观测值，θ
w
为凋萎系数，θ
fc
为田间持水量。6.根据权利要求1所述的同步考虑植被冠层和根系动态变化的区域尺度蒸散发模型的构建方法，其特征在于，步骤s3中，f
trm
为生态生理标量，计算方法如下：f
trm
＝(1-rh
4(1-vwc)(1-rh)
)f
m
+(rh
4(1-vwc)(1-rh)
)f
trew
其中，rh为相对湿度，vwc为体积含水量，f
m
为水分限制因子，f
trew
为植被蒸腾对土壤水分的敏感性。7.根据权利要求6所述的同步考虑植被冠层和根系动态变化的区域尺度蒸散发模型的构建方法，其特征在于，步骤s3中，f
trew
的计算方法如下：
其中，θ
cr
是土壤水分可用性限制et的临界土壤水分，θ
obs
为土壤湿度观测值，为植物生根深度调整后的表层土壤水分凋萎系数，zr
scalar
表示根系深度的开方。8.根据权利要求7述的同步考虑植被冠层和根系动态变化的区域尺度蒸散发模型的构建方法，其特征在于，步骤s3中，步骤s3中，步骤s3中，步骤s3中，其中，为植物生根深度调整后的表层土壤水分凋萎系数，θ
w
为凋萎系数，θ
cr
是土壤水分可用性限制et的临界土壤水分；p是土壤水分有效性对蒸腾的限制因子，主要与潜在蒸散发和植物的吸水深度(根深)有关；θ
fc
表示田间持水量；pet表示潜在蒸发；a表示zr对θ
cr
施加影响的权重，取值0.1。9.根据权利要求1所述的同步考虑植被冠层和根系动态变化的区域尺度蒸散发模型的构建方法，其特征在于，步骤s3中，e
i
为冠层截留蒸发，计算方法如下：其中，f
wet
为相对表面湿度，α是为priestley-taylor模式系数，取值1.26，δ为温度-饱和水汽压斜率，γ是干湿表常数，取值0.066，r
nc
是冠层截获的净辐射。10.一种同步考虑植被冠层和根系动态变化的区域尺度蒸散发模型的构建系统，其特征在于，包括：模块m1、通过pt-jpl模型需要的区域尺度的数据来计算净辐射r
n
、净辐射分量r
ns
和r
nc
、以及各影响因子；模块m2、基于guswa模型估算预设区域尺度的植物有效根深zr；模块m3、将植物有效根深zr通过在植被蒸腾t和土壤蒸发e
b
中的土壤水作用耦合进pt-jpl三源蒸散发模型构建同步考虑植被冠层和根深动态变化的区域尺度蒸散发模型：jpl三源蒸散发模型构建同步考虑植被冠层和根深动态变化的区域尺度蒸散发模型：et＝t+e
b
+e
i
式中，f
wet
为相对表面湿度；f
rew
为土壤水分和土壤性质约束；α为priestley-taylor模式系数，取值1.26；δ为温度-饱和水汽压斜率；γ是干湿表常数，取值0.066；r
ns
为表层土壤净辐射；g为地面热通量；f
g
、f
t
和f
trm
分别为绿色冠层分数、植物温度约束和生态生理标量，
et为蒸散发,e
i
为冠层截留蒸发。
技术总结
本发明提供了一种同步考虑植被冠层和根系动态变化的区域尺度蒸散发模型的构建方法，包括以下步骤：S1、通过PT-JPL模型需要的区域尺度的数据来计算净辐射、净辐射分量以及各影响因子；S2、基于Guswa模型估算中国区域尺度的植物有效根深Zr；S3、将植物有效根深Zr耦合进PT-JPL三源蒸散发模型构建同步考虑植被冠层和根深动态变化的区域尺度蒸散发模型。本发明模型将植被动态变化和植物有效根深共同纳入到了蒸散发计算与分析当中，不仅考虑到植被动态的横向变化(植被覆盖度)，同时考虑到植被变化的纵向变化(根深)，而且具备多尺度分析功能，对地面数据和空气动力学的要求低，对区域尺度的蒸散发及蒸散发分量估算准确性的提高起推动作用。起推动作用。起推动作用。
技术研发人员：张宝庆 邵蕊 贺缠生
受保护的技术使用者：兰州大学
技术研发日：2022.01.11
技术公布日：2022/5/17