涡度相关观测的太湖CH_(4)通量数据插补方法评价

编号 zgly0001746100

文献类型 期刊论文

文献题名 涡度相关观测的太湖CH_(4)通量数据插补方法评价

作者 邱吉丽  张弥  蒲旖旎  张圳  贾磊  赵佳玉  肖薇  刘寿东 

作者单位 南京信息工程大学气候与环境变化国际合作联合实验室大气环境中心  南京市江宁区气象局 

母体文献 应用生态学报 

年卷期 2022,33(10)

页码 2785-2795

年份 2022 

分类号 X52 

关键词 涡度相关方法  CH_(4)通量  数据插补  随机森林  BP神经网络 

文摘内容 涡度相关法是在湖泊开展CH_(4)通量长期连续观测的重要方法。受到多种因素的影响,CH_(4)通量观测数据存在大量缺失。为重构完整的CH_(4)通量时间序列,就需要适宜的数据插补方法。本研究利用太湖涡度通量观测网络东部的避风港站点2014—2017年的常规气象数据及涡度相关观测的CH_(4)通量数据,在分析半小时尺度以及日尺度CH_(4)通量影响要素的基础上,测试了非线性回归法以及随机森林算法和误差反向传播算法在半小时尺度及日尺度上插补CH_(4)通量缺失数据的可行性。结果表明:在半小时尺度上,避风港站生长季CH_(4)通量主要受到底泥温度、摩擦风速、气温、相对湿度、潜热通量和20 cm处水温的影响,非生长季主要受到相对湿度、潜热通量、风速、感热通量和底泥温度的影响,而在日尺度上CH_(4)通量主要受潜热通量和相对湿度的影响。在对CH_(4)通量缺失数据的插补中,随机森林模型在所有时间尺度上都表现为最佳的插补性能,其中,将日序、太阳高度角、底泥温度、摩擦风速、气温、20 cm处水温、相对湿度、气压和风速作为输入变量的随机森林模型更适用于半小时尺度缺失数据的插补;将日序、底泥温度、摩擦风速、气温、20 cm处水温、相对湿度、气压、风速和向下短波辐射作为输入变量的随机森林模型更适用于日尺度缺失数据的插补;整体上,插补模型对日尺度缺失数据的插补优于半小时尺度。