蒸散发尺度效应与时空尺度拓展 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

许迪 著

图书标签:

• 蒸散发
• 尺度效应
• 时空尺度
• 水文过程
• 陆地生态系统
• 气候变化
• 模型研究
• 遥感应用
• 流域水循环
• 生态水文

店铺： 北发图书网旗舰店

出版社： 科学

ISBN：9787030416117

商品编码：1787477106

出版时间：2015-08-01

基本信息

商品名称： 蒸散发尺度效应与时空尺度拓展	出版社： 科学出版社	出版时间：2015-08-01
作者：许迪	译者：	开本： 16开
定价： 288.00	页数：490	印次： 1
ISBN号：9787030416117	商品类型：图书	版次： 1

内容提要

本书以973计划课题和国家白然科学基金项日研究成果为基础，围绕蒸散发尺度效应与时空尺度拓展，系统构建和阐述相关方法与模型及其应用案例。第l章为绪论。全书主要内容分为上、下两篇，第2~8章主要阐述不同尺度蒸散发观测和估算方法，描述不同尺度蒸散发变化规律及其尺度效应。对比分析蒸散发时间尺度拓展方法，构建蒸散发空问尺度提升与转换方法，开展区域（灌区）尺度蒸散发仙算模型研究；第9~12章以华北地区为背景，基于蒸散发尺度效应，借助相关模型开展不同空间尺度下的农业用水效率与效益评价。

蒸散发尺度效应与时空尺度拓展：深入理解地球水循环的奥秘 在广袤的地球系统中，水是生命赖以生存的基石，而蒸散发（Evapotranspiration, ET）作为连接地表水、大气水和植被的重要环节，更是扮演着至关重要的角色。理解蒸散发的尺度效应以及如何将其研究成果拓展到不同的时空尺度，对于准确模拟和预测气候变化、优化水资源管理、指导农业生产以及评估生态系统健康都具有深远的意义。 本书《蒸散发尺度效应与时空尺度拓展》正是致力于深入剖析蒸散发研究中的核心难题，通过系统性的理论阐述、严谨的实证分析以及前瞻性的方法探讨，旨在构建一个更为全面和精细化的蒸散发认知框架。本书并非简单罗列已有研究成果，而是着眼于揭示蒸散发过程中不同尺度下的驱动机制、表现形式以及相互作用，并在此基础上探索将局部观测和模型结果推广至更广泛区域和更长时期的可能性与挑战。 第一部分：蒸散发尺度效应的理论基础与实证探究 在本书的第一部分，我们将首先建立对蒸散发尺度效应的清晰认知。尺度问题是科学研究中普遍存在的挑战，对于蒸散发而言，其表现尤其复杂。地表面的蒸散发过程受到多种因素的影响，包括但不限于： 气候因子： 太阳辐射、气温、湿度、风速等大气条件直接影响水分的蒸发和植物的蒸腾速率。这些因子在不同尺度上的变化特性是理解尺度效应的关键。例如，局部区域可能经历突发的强对流天气，而大区域则更多体现为季节性或年际性的气候波动。 地表覆盖： 植被类型、密度、冠层结构、土壤质地、土壤含水量、地形地貌等都对蒸散发过程产生显著影响。不同尺度下，地表覆盖的异质性也会发生变化。例如，在微观尺度上，单个叶片的蒸腾受气孔开度控制，而在宏观尺度上，大面积森林的蒸散发则更多地受制于森林本身的生物物理特性和土壤水分可利用性。 生物过程： 植被的生长发育阶段、光合作用速率、根系深度和分布等生物生理过程是影响蒸腾的重要因素。这些生物过程本身也存在尺度特性，例如，一年生作物与多年生乔木在生长周期和蒸腾能力上存在显著差异。 本书将深入探讨这些因素在不同空间尺度（从点状观测到网格单元、区域，乃至全球）和时间尺度（从小时、日、月到季节、年，乃至年代际）上的作用机制。我们将详细分析： 点尺度研究的局限性与普适性： 通过涡度协方差（Eddy Covariance, EC）等高精度观测技术获得的点尺度蒸散发数据，虽然能反映地表能量和水分交换的瞬时动态，但其代表性有限。本书将探讨如何从点尺度数据中提炼出普适性的物理过程，以及如何识别和量化其在推广应用中的不确定性。 像元尺度与景观尺度的异质性： 遥感数据提供的像元（pixel）尺度信息，往往包含了多种地表类型和生态系统的混合信号。本书将探讨如何利用多源遥感数据（如光学、热红外、微波等）以及先进的遥感反演模型，来解析像元内的蒸散发空间变异，并理解景观尺度上蒸散发的空间格局形成机制。 区域尺度与流域尺度的集成： 在区域或流域尺度，蒸散发受到更复杂的下垫面组合、水文循环过程以及人类活动的共同影响。本书将介绍常用的区域尺度蒸散发估算模型，如基于能量平衡模型（如Penman-Monteith方程的改进型）、地表能量平衡算法（SEBAL, METRIC等）以及基于遥感的植被指数（NDVI, EVI等）与蒸散发的关联模型。 全球尺度蒸散发模拟的挑战： 在全球尺度上，受限于观测数据的稀疏性和模型的精度，蒸散发的估算和预测面临巨大挑战。本书将讨论全球陆地表面模型（LSMs）在模拟蒸散发过程中的优势与不足，以及如何通过同化观测数据来提高全球模型的可靠性。 第二部分：蒸散发时空尺度拓展的方法论与技术创新 在充分理解了尺度效应后，本书的第二部分将重点阐述如何将蒸散发的研究成果拓展到更广泛的时空尺度。这部分内容将聚焦于方法论和技术创新： 尺度转换方法： 针对尺度效应带来的不确定性，本书将介绍多种尺度转换方法，包括： 空间尺度转换： 如何利用地理加权回归（GWR）、多分辨率遥感数据融合、尺度分解技术（如小波分析）等方法，将高分辨率的点或像元尺度估算结果推广到更广泛的区域。 时间尺度转换： 如何利用年际变异的驱动因子、长期气候数据、代用数据（如湖泊沉积物、树木年轮等）来推断和重建历史时期的蒸散发，以及如何通过气候模式模拟来预测未来不同时间尺度下的蒸散发变化趋势。 模型校准与验证： 任何蒸散发模型都需要在特定区域和时段进行校准和验证，以确保其适用性。本书将详细介绍常用的模型校准策略，包括基于观测数据（如EC、蒸渗仪、流域水文平衡数据）的参数优化，以及如何利用多模型集合（Multi-Model Ensemble, MME）的方法来减小模型不确定性。 遥感数据在尺度拓展中的应用： 遥感技术为大规模、长时间序列的蒸散发研究提供了前所未有的数据支持。本书将深入探讨： 多源遥感数据融合： 如何融合不同传感器、不同分辨率、不同波段的遥感数据，以获得更精细和全面的地表信息，从而提高蒸散发估算的精度。 基于机器学习和深度学习的蒸散发模型： 介绍如何利用人工智能技术，如随机森林、支持向量机、卷积神经网络（CNN）、长短期记忆网络（LSTM）等，来构建更为先进的蒸散发估算和预测模型，尤其是在处理非线性关系和时空异质性方面。 新型遥感产品应用： 探讨新一代遥感卫星（如Sentinel系列、Landsat系列、MODIS、GCOM-W等）提供的蒸散发产品（如ETa, ETref等）在不同尺度应用中的潜力和挑战。 不确定性分析与量化： 任何科学研究都存在不确定性，蒸散发研究尤其如此。本书将系统介绍量化蒸散发尺度拓展过程中不确定性的方法，包括： 误差传播分析： 如何追踪和量化输入数据误差、模型结构误差、参数误差对蒸散发估算结果的影响。 敏感性分析： 识别对蒸散发估算结果影响最大的驱动因子和模型参数。 置信区间与概率预测： 如何提供带有置信区间的蒸散发估算结果，以及进行概率性的未来预测。 第三部分：蒸散发尺度拓展的实际应用与未来展望 本书的第三部分将聚焦于蒸散发尺度拓展在实际应用中的价值，并对未来的研究方向进行展望。 水资源管理与优化： 流域水文模拟与预报： 利用尺度拓展后的蒸散发数据，可以更准确地模拟流域的水量平衡，为洪水预警、枯水期供水调度提供科学依据。 灌溉效率评估与农业用水管理： 尺度拓展的蒸散发信息有助于评估不同区域的作物需水量，指导灌溉计划的制定，提高农业用水效率。 水权分配与跨界水管理： 在区域或国际河流流域，准确的蒸散发估算对于公平的水权分配和有效的水资源管理至关重要。 气候变化研究与适应策略： 区域气候模式的改进： 尺度拓展的蒸散发数据可以作为区域气候模式的边界条件或驱动因子，提高模式模拟的精度，更好地理解气候变化对区域水循环的影响。 干旱监测与预警： 蒸散发是干旱发生和发展的重要指标。利用尺度拓展的蒸散发信息，可以构建更灵敏、更具前瞻性的干旱监测和预警系统。 适应性景观设计： 了解不同尺度下蒸散发的响应机制，有助于设计更具弹性的农业和生态系统，以应对日益严峻的气候变化挑战。 生态系统服务评估与生物多样性保护： 植被生产力评估： 蒸散发是植物生长的重要限制因子。尺度拓展的蒸散发估算有助于评估不同生态系统的初级生产力，理解其固碳能力。 湿地和森林生态系统健康监测： 蒸散发的变化可以反映湿地和森林生态系统的水分状况和健康水平，为保护和恢复提供依据。 生物多样性分布预测： 气候和水分条件是影响生物多样性分布的重要因素。尺度的拓展的蒸散发数据可以与气候数据结合，预测生物多样性的空间分布和未来变化。 未来研究展望： 融合多圈层过程的集成模型： 发展能够同时模拟地表水、大气、植被、土壤和地下水相互作用的集成模型，以更全面地理解蒸散发过程。 高分辨率、全球覆盖的实时蒸散发监测网络： 利用卫星星座、地面物联网等技术，构建覆盖全球的、高时空分辨率的蒸散发实时监测网络。 人地耦合下的蒸散发模拟： 更加深入地研究人类活动（如灌溉、土地利用变化、城市化等）对蒸散发过程的影响，构建人地耦合的蒸散发模型。 智能化与自主化蒸散发估算系统： 利用人工智能和大数据技术，开发能够自主学习、更新和优化的智能化蒸散发估算和预测系统。 本书《蒸散发尺度效应与时空尺度拓展》旨在为相关领域的研究人员、工程师、政策制定者以及对地球水循环和气候变化感兴趣的读者提供一个深入、系统且前瞻性的视角。我们相信，通过对蒸散发尺度效应的深刻理解和对时空尺度拓展方法的不断探索，我们能够更有效地应对当前和未来水资源和环境面临的挑战，为构建可持续发展的地球家园贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本关于气候学和水文过程的书籍，从书名上来看，似乎聚焦于非常专业和技术性的领域。我个人非常欣赏作者敢于深入探讨“蒸散发”这个核心概念，因为它不仅关乎地球的能量平衡，更是理解区域水资源动态和生态系统健康的关键指标。我期望这本书能提供一个清晰的框架，帮助读者理解不同空间尺度下（例如从点观测到流域尺度）蒸散发数据如何发生系统性的变化和偏差。理论上，尺度效应是一个复杂的挑战，涉及到地表异质性、大气边界层结构以及数据插值方法的选择。如果作者能结合最新的遥感技术和地基观测数据，对比不同尺度的模型输出，那就太棒了。特别是，我希望看到一些实际案例分析，比如在半干旱地区或大型流域中，如何校准和验证不同尺度模型的结果，以确保预测的可靠性。此外，本书如果能探讨一下气候变化背景下，蒸散发过程的时空响应，例如极端天气事件对地表水分再分配的影响，那将更具现实意义和前瞻性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题听起来就让人觉得内容会非常扎实，是那种需要坐下来、泡一杯咖啡、花上几个小时才能啃完的学术佳作。我特别好奇它在“时空尺度拓展”方面到底能走多远。在当前全球变化的背景下，单一尺度的研究已经远远不够了。我们急需理解跨时间尺度的反馈机制——比如，月平均、季节性变化与年际变率之间是如何相互作用的。如果书中能深入讨论如何构建一个能够无缝衔接短期（小时/天）过程模拟与长期（十年/百年）趋势预测的理论框架，那将是革命性的。我希望作者能提供一些创新的数学工具或数据处理方法，来解决不同时间序列数据在整合过程中可能出现的非平稳性问题。比如，能否引入更先进的谱分析技术或者非线性动力学方法来揭示潜藏在复杂蒸散发数据背后的周期性或混沌行为？这不仅仅是技术层面的探讨，更是对地球系统科学理解深度的挑战。

评分☆☆☆☆☆

对于一个并非专职研究水文气象的读者来说，这本书的挑战性可能在于其专业术语的密度。然而，如果作者的写作风格能够有效地“翻译”这些复杂的概念，将理论与实际应用紧密结合，那它就能成为一本极具价值的参考书。我期望看到的是，作者如何构建从微观的土壤水动力学到宏观的区域气候模型之间的桥梁。尺度效应的讨论不应该停留在概念层面，更应该体现在模型参数的确定和模型结构的选择上。比如说，在小尺度上表现良好的模型，应用到大尺度上时，哪些假设被打破了？打破的原因是什么？书中能否详细阐述这些“尺度不兼容性”的根源，并提供一些经验性的指导方针，告诉工程师和规划师，在特定尺度下应优先考虑哪些关键过程。这本书如果能提供一套清晰的、可操作的流程图或决策树，指导读者如何根据自己的研究需求选择合适的尺度和方法，那就太成功了。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，光是“蒸散发”这个主题就足够引人入胜了，因为它直接关系到我们对水循环的认知。这本书若能成功地将“尺度效应”与“时空拓展”两大主题融会贯通，那它就超越了一般的教科书范畴，更像是一部关于认识论的探讨。我猜测，作者可能在论证：我们对地球表面的认知是否受限于我们观测和建模的工具尺度？如果答案是肯定的，那么本书很可能提出了某种统一的理论框架，能够将不同分辨率的数据视为同一过程在不同“窗口”下的投影。我非常期待看到作者如何处理数据融合的问题——如何将卫星遥感获取的大尺度、低精度数据与地面站获取的小尺度、高精度数据有效地结合起来，以生成一个在时空上更一致、更准确的全球或区域蒸散发数据集。如果能讨论到这种数据融合背后的统计学或信息论基础，这本书的深度将非常可观。

评分☆☆☆☆☆

我对这类严肃的专业书籍的偏好在于其严谨的逻辑推导和对前沿研究的充分吸收。本书的题目暗示了一种对“边界”和“过渡”的探索——蒸散发过程如何跨越不同的时空界限。在我看来，真正的突破往往出现在不同学科交叉的灰色地带。因此，我希望书中能看到跨学科的视角，比如将生态学中的植被响应机制与大气物理学中的湍流输送理论相结合，来解释为什么尺度效应在不同植被类型下表现出显著差异。此外，时空拓展也意味着对“不确定性”的量化和管理。在进行长期预测时，模型的不确定性会累积，本书若能提供先进的不确定性传播模型，并展示如何通过时空校准来缩小这些误差范围，那无疑会大大提升其科学价值。总而言之，我期待这不仅仅是一本描述现象的书，更是一本阐释“如何更科学地认识水循环尺度依赖性”的纲领性著作。