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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

农田是以作物为中心、 受人类活动影响最为强烈的生态系统，涉及较多能量与物质交换以及水文与生态过程。水热通量作为下垫面热量平衡方程中的重要分量之一,不仅只是气象学、大气物理学和边界层气象学等学科的研究重点 ,而且在生态学和植物生理学以及水文学界等其他各种学科的研究中地位也愈发重要，而且农田水热通量特征机理及主控因子分析一直是国内外研究的热点，对于理解变化环境下农田水循环和提高农业水管理极为重要。而农田水热通量的变化往往发生在几秒到数年的多时间尺度上，这个特点综合的体现了各个气象因子与农田作物生理生态过程相互作用相互影响的结果。在不同的长时间尺度下，水热通量变化所受控制因子也不尽相同，对于这种具有非平稳时间序列水温研究，一般需要得到某一段对应时间的时间信息，或者是某一时间段的频率信息。所以，采用小波分析能够在这方面能很好的解决问题。小波变换作为信号处理的一种手段,被越来越多的理论工作者和工程技术人员所重视和应用,同传统的处理方法相比,产生了质的飞跃,证明了小波技术作为一种调和分析方法,具有十分巨大的生命力和广阔的应用前景。近年来，小波分析方法在研究不同地区的气候和降水特征中被广泛应用。小波方法是分析区域气候和降水量特征的一种较好的方法，通过了解国内外对水热通量小波分析的研究进展，明确发展水平，了解小波变换在分析中的应用以及小波分析的计算方法与特征。

国内外研究现状

水热通量作为下垫面热量平衡方程的主要分量,不仅是气象学、边界层气象学和大气物理学的研究重点 ,而且越来越受到生态学和植物生理学以及水文学界的关注。水热通量变化特征的定量分析对天气气候预报、 区域水资源管理、 农业生产、 生态应用等具有重要的指导作用。清楚地认识水汽和能量在边界层内的输送过程 ,对于理解区域气候及水分循环是极为重要的。到目前为止, 计算观测水热通量的方法很多,既有单点观测又有区域甚至全球模拟模型 ,如波文比能量平衡法、梯度法和涡度相关法等。

农田90%以上的的用水都是通过蒸散发消耗的。蒸发关系着地气系统的的物质能量交换，影响着全球气候的变化，而且区域蒸散发的显著变化又反映着农业环境的改变。是农田水循环中最重要的的分量。

对水热通量的研究有200多年的历史，以取得一系列的成果。1802年dalton提出了蒸散发计算公式，使蒸散发的理论发展具有明确的物理意义，对近代蒸散发的理论的创立有着决定性的作用。农田蒸散是发生在土壤植被大气系统这一相当复杂的体系内的连续过程,它不仅需要对农作物生长发育至关重要的水分供应和能量来源,而且决定着农田边界层的状况。因此,农田蒸散的研究对于进一步了解土壤水分运动、植物水分传递、植物与大气之间的水汽交换以及农田植被层上的热量平衡状况,认识大气边界层内不同下垫面上的湍流输送规律等都有重要的意义。确定农田蒸散量有水文学、气象学和气候学等计算方法。而近代微气象学的发展,又从不同角度推动了农田蒸散的研究,提出了诸如波文比—能量平衡法、廓线梯度法、能量平衡—空气动力学阻抗综合法等计算方法。这些方法都具有一定的物理基础,但几乎又都带有某些局限性。

2. 研究的基本内容

1、了解国内外对水热通量小波变换谱特征的研究进展，明确现在已有的研究水平；

2、小波变换在水热通量分析中的应用；

3、水稻田水热通量小波变换谱的计算方法；

4、小波变换多分辨率分析；

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2017.2-2017.3研读文献资料

2017.3-2017.5处理数据，撰写论文正文

2017.5-2017.6修改论文，进行答辩

4. 参考文献

[1]王修信,王培娟,朱启疆. 漓江上游山区复杂地形水热通量的时空变化规律[j]. 农业工程学报,2012,03:118-122.

[2]丁日升,康绍忠,张彦群,杜太生. 干旱内陆区玉米田水热通量多层模型研究[j]. 水利学报,2014,01:27-35.

[3]丁日升,康绍忠,张彦群,佟玲,李思恩. 干旱内陆区玉米田水热通量特征及主控因子研究[j]. 水利学报,2014,03:312-319.

[4]王修信,高凤飞,朱启疆,孙睿,杨胜天. 城市公园绿地水热通量的环境影响因素定量分析[j]. 干旱区资源与环境,2008,01:64-69.