CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨỤ
1.3. Các mô hình xác ước tính lượng bốc thoát hơi nước từ dữ liệu ảnh vệ tinh
1.3.4. Mô hình chỉ số cân bằng năng lượng bức xạ bề mặt đơn giản S-SEB
(Simplified Surface Energy Balance Index)
Một phương pháp mới nhận được từ đơn giản hóa mô hình chỉ số cân bằng năng lượng bề mặt (SEBI), được gọi là mô hình chỉ số cân bằng năng lượng bề mặt đơn giản (S-SEBI), đã được phát triển để tính thông lượng nhiệt bề mặt từ dữ liệu viễn thám (Roerink và cộng sự 2000). Tương phản giữa bề mặt (albedo) độ phụ thuộc lớn nhất về phản xạ và nhiệt độ bề mặt nhỏ nhất với vùng khô và ẩm, là cơ sở chính của phương pháp này để phân vùng năng lượng sẵn có thành năng lượng nhiệt hợp lý và năng lượng nhiệt ẩn. Các dữ liệu khí tượng bổ sung có thể được chiết suất trên các cảnh ảnh nghiên cứụ Bằng cách giả định rằng bức xạ toàn cầu và nhiệt độ không khí là ổn định, sự giải thích về điều kiện vật lý về sự phản xạ bề mặt quan sát và nhiệt độ trong cách tiếp cận của mô hình S-SEBI có thể đưa ra khi đặc tính của bề mặt với sự thay đổi cảnh ảnh giữa vùng tối/ẩm ướt và vùng khô/sáng của các điểm ảnh. Sự phản xạ thấp, nhiệt độ bề mặt còn lại hầu như không đổi với phản xạ tăng lên bởi vì có lượng nước bên dưới đủ trong các điều kiện. Sự phản xạ cao, do tăng lên của nhiệt độ bề mặt đến một giá trị với sự tăng lên của phản xạ và được định nghĩa là "bốc hơi
được kiểm soát" vì thực tế rằng sự thay đổi về nhiệt độ ở giai đoạn này là hoàn toàn được kiểm soát bởi giảm bốc hơi do độ ẩm sẵn có trong đất là ít. Ngoài sự chuyển đổi đường cong của phản xạ, nhiệt độ bề mặt giảm với sự tăng lên của phản xạ bề mặt. Tại thời điểm này, giá trị độ ẩm của đất giảm xuống tới một mức độ mà sự bay hơi không thể xảy rạ Vì vậy, năng lượng sẵn có được sử dụng làm nóng bề mặt. Như vậy, sự tăng lên của trường phản xạ bề mặt là suy giảm bức xạ ròng, do đó nhiệt bề mặt tạo ra là nhỏ tương ứng với nhiệt độ, nó được gọi là “bức xạ kiểm soát” (Roerink và cộng sự 2000, Liou và cộng sự 2002). Ở đây, phần bay hơi (EF) được hạn chế bởi các vùng khô và ẩm ướt và công thức đưa ra bởi nội suy phản xạ phụ thuộc nhiệt độ bề mặt giữa phản xạ phụ thuộc lớn nhất và nhỏ nhất của nhiệt độ bề mặt như trong phương trình (1.17):
�� = �( � − � � )
(�� − ��� ) (1.17)
Trong đó:��- nhiệt độ bề mặt tương ứng với điều kiện khô nó đại diện cho dòng nhiệt ẩn nhỏ nhất (LEdry = 0) và dòng nhiệt ẩn lớn nhất (Hdry = Rn − G);��� - nhiệt độ bề mặt tương ứng với điều kiện ẩm nó đại diện cho dòng nhiệt ẩn lớn nhất (LEwet =(Rn − G )) và thông nhiệt lượng hợp lý nhỏ nhất (Hwet = 0) cho sự phản xạ bề mặt được thể hiện dưới sơ đồ hình 1.6 sau:
H(α)(max) TH TS Chuyển đổi bức xạ H(khô) TLE LE(ướt) LE(α)(max) Chuyển đổi bốc thoát hơi nước
α
Suất phân sai bề mặt đất α
Hình 1.6. Mối quan hệ giữa nhiệt độ bề mặt và sự phản xạ bề mặt trong mô hình S-SEBI
N hi ệt đ ộ bề m ặt T s
Giá trị�� �à ��� được tính toán bằng sử dụng mô hình hồi quy sau:
�� = ���� − �����
��� = ���� − �����
(1.18) (1.19)
Trong đó: các hệ số kinh nghiệm����, ���� , ���� �à ���� được ước tính từ biểu đồ phân bố của�� �à � trong khu vực nghiên cứụ Giá trị EF được tính toán từ công thức (1.17) sử dụng các tham số ở công thức (1.18) và (1.19).
Các ưu điểm chính của mô hình S-SEBI đưa ra là: dữ liệu đo đạc ngoài thực địa là không cần thiết để xác định bốc hơi nước EF loại trừ các dữ liệu về nhiệt độ và phản xạ bề mặt (albedo) bắt nguồn từ dữ liệu viễn thám nếu các tham số bề mặt hiện tại có trong dữ liệu viễn thám; (2) Nhiệt độ khắc nghiệt với các điều kiện ẩm ướt và khô thay đổi theo sự thay đổi giá trị của hệ số phản xạ (albedo), nhưng trong phương pháp khác như SEBAL, thì nhiệt độ cố định được xác định cho điều kiện ẩm ướt và khô.