基于MODIS数据的金塔绿洲上空大气水汽含量反演研究

第１８卷第２期２００７年３月

水科学进展

ＡＤＶＡＮＣＥＳＩＮＷＡＴＥＲＳＣＩＥＮＣＥ

Ｖ０１．１８．Ｎｏ．２

Ｍａｒ．．２００７

基于ＭＯＤＩＳ数据的金塔绿洲上空大气水汽含量反演研究

孟宪红，吕世华，张宇，张堂堂

（中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，甘肃兰州７３００００）

摘要：２００４年夏季，选择天气状况较好的时段在金塔县施放探空气球，采集高空温、压、湿等气象要素计算整层

大气水汽含量。同时选取ＥＯＳ．ＭＯＤＩｓ遥感资料近红外波段，反演整层大气水汽含量。反演结果与实测结果对比表

明：最大相对误差为８．０２％、最小相对误差为Ｏ．７０％，平均相对误差为４。５％，反演结果可信。从绿洲上空水汽含

量区域分布及沿着探空站南北向和东西向剖面看，水汽含量在空间分布上存在较大差异。戈壁沙漠上空水汽含量

相对较少，绿洲上空水汽含量相对较大；绿洲边缘或通过沙漠的窄长护林带、河流以及水渠附近，存在着影响绿洲

稳定和发展的“晒衣绳效应”。

关键词：金塔绿洲；水汽含量；中分辨率成像光谱仪；遥感；反演；晒衣绳效应

中图分类号：Ｐ４１２．１３文献标识码：Ａ文章编号：１００１．６７９１（２００７）０２．０２６４一０６

黑河流域是我国西北地区第二大内陆河流域，现阶段以土地沙漠化、植被退化为代表的生态环境恶化在全流域范围内迅速发展，已经对整个流域的生态安全构成威胁。绿洲作为黑河流域典型的生态环境系统，其形成与演化的关键就是水。大气水汽含量与水资源密切相关，对绿洲系统的发展和维持起着重要作用：在绿洲上空，水汽含量较高，则地表蒸发相对较小，对绿洲的维持和发展起到保护作用；相反，若绿洲上空水汽含量较小，则地表蒸发较大，土壤含水量减少，植被生长减弱，绿洲趋于衰退，最终导致沙漠化。因此，探讨绿洲上空水汽分布是研究绿洲系统维持和发展必不可少的重要前提。由于红外遥感技术具有空间分辨率高、数据相对连续、容易获取、价格低廉且技术成熟等优势，因此红外遥感技术估算大气水汽含量备受瞩目。

１研究区概况

金塔县位于９８０３９’一９９００８’Ｅ，３９。５６’一４００１７’Ｎ，地处

黑河流域中游，甘肃酒泉地区东北部，面积为１．８８万ｋｍ２

（图１）。图１中空白部分为戈壁沙漠，阴影部分为金塔绿

洲，呈典型的倒三角形分布，绿洲内公路、河道交错，南

部两个水库是金塔地区主要的生活用水来源。由于这里气

候干燥降水少，蒸发大，唯一为金塔县提供水源的两个水

库供水有限，人均占有水量较低，严重影响了金塔地区生

态平衡和经济发展ｕＪ。因此，加强对金塔地区水资源问题

研究具有重要的现实意义，有助于了解金塔地区天气和气

候变化过程和水文循环过程，为研究金塔绿洲的保护和发

展奠定基础。图１金塔地区概况

Ｆｉｇ．１ＧｅｎｅｒａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆＪｉｎｔａａｒｅａ

收稿日期：２００５．１１—２３；修订日期：２００６．０１．１８

基金项目：国家自然科学基金重点资助项目（４０６３３０１４）

作者简介：孟宪红（１９８０一），女，吉林通化人，博士研究生，主要从事干旱气候模拟和卫星遥感研究。

Ｅ—ｍａｉｌ：ｍｘｈ＠ｌｚｂ．ａｃ．ｃｎ

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