地表温度
地表温度估算法
地表温度估算法随着气候变化的不断加剧，测量和监测地表温度变化对了解全球表层温度的变化及相关物理状态具有重要意义。
近年来，随着远程感测技术的迅速发展，遥感估算地表温度的新技术也逐渐成熟起来。
地表温度估算法是一种利用与地表相关的地形、土地利用现状和气象因子等信息，估算不同地区地表温度的方法，它可以模拟出比对比特布温度观测更加全面准确、广泛分布的地表温度。
一般而言，地表温度估算法包括三大步骤：（1）使用与地表温度变化相关的地形地理信息和气象因子；（2）考虑太阳辐射输入和热量损失；（3）使用均匀网格模型拟合地表温度数据，并估算不同地区地表温度数据。
首先，使用与地表温度变化相关的地形地理信息和气象因子，可以确定一个非常精确的条件，影响这些因子的强度。
在传统的地表温度测量中，温度传感器只能用于测量最顶层的地表温度，而地表温度估算法则可以估算出更深层次的地表温度，同时考虑地形对地表温度的影响。
在此基础上，通常可以测定土壤温度，以及与其他地表因素的相互影响。
其次，考虑太阳辐射输入和热量损失，使用与地表温度变化相关的气象因子，可以估算出更深层次的地表温度变化，尤其是在热量损失的情况下。
太阳辐射的影响取决于地表的反射率和半径，热量损失取决于环境湿度和空气流动状况。
最后，为了实现精确的估算，通常会采用一种均匀网格模型，拟合地表温度数据，以及估算不同地区地表温度数据。
可以基于一种均匀网格模型，实现对温度变化的快速模拟，从而实现对温度变化的更加精确的估算。
地表温度估算法在实现全球表层温度多尺度监测方面具有重要作用，它可以提供与传统测量方法相比更加准确、全面的温度分布，是对气候变化的观测和研究的有用工具。
但是，由于地表温度估算法所依赖的气象因子、地形地理信息等都具有一定的不确定性，因此估算精度受到这些因子的影响。
总之，地表温度估算法是一种采用与地表相关的地形、土地利用现状和气象因子估算不同地区地表温度的方法。
它相比于传统的温度测量技术更加准确可靠，也可以更广泛地探测不同地区的地表温度变化。
地球表层的温度
地球表层的温度
地球表层的温度约为15℃。
地球表面的气温受到太阳辐射的影响，全球地表平均气温约15℃左右。
而在不见阳光的地下深处，温度则主要受地热的影响，随深度的增加而增加。
在地球中心处的地核温度更高达6000℃以上，比太阳光球表面温度更高。
地球表面最热的地方出现在巴士拉，最高气温为58.8℃。
地球北半球的“冷极”在东西伯利亚山地的奥伊米亚康，1961年1月的最低温度是-71℃。
世界的“冷极”在南极大陆，1967年初，俄罗斯人在东方站曾经记录到-89.2℃的最低温度。
地表温度的季节变化特征
地表温度的季节变化特征随着季节的更迭，地表温度在一年当中呈现出明显的变化特征。
这一变化是由多种因素共同影响而成的，涵盖了气候、地理位置、土壤类型等多个因素。
本文将探讨地表温度的季节变化特征，深入了解这一现象背后的原因。
春季的到来标志着冬天的结束，气温逐渐回升。
地表温度也随之升高，但升温速率相对较慢。
这是因为春季时天空中水汽较多，云量较大，日照辐射量有限，导致地表温度上升缓慢。
此外，春季是湿润季节，大量的降水会渗入土壤，使土壤吸收了大量的热量，表面温度上升较为缓慢。
夏季是地表温度升高最明显的季节。
在这个季节里，阳光辐射强烈，云量减少，空气湿度较低，这使得太阳能直接照射到地表上。
地表吸收的太阳能远远超过了散失的热量，导致地表温度呈现上升趋势。
在夏季清晨和傍晚，地表温度较低，这是因为此时太阳角度较低，太阳能辐射相对较少，地表温度下降。
秋季是地表温度下降的季节，天空中云量增多，降水增加，相对湿度较高。
这些因素抵消了冷空气的影响，使得气温的下降速度有所缓慢。
此外，秋季是丰收季节，农田里的植物开始大量吸收阳光进行光合作用，使得地表温度的下降速度更加缓慢。
冬季是地表温度最低的季节，天空中云量增多，日照时间减少，阳光辐射相对较少。
同时，由于夜晚辐射散热成为主导，地表温度会在清晨和傍晚时进一步下降。
地表温度低的原因还在于季风气候的影响。
常年受到西南季风的吹袭，冬季南方冷空气大量的南下，冷空气的携带湿度极低，同样也是降温的原因。
需要注意的是，以上季节变化特征是一般性的描述，并不适用于所有地区。
地理位置、海拔高度、海洋气候等因素都会对地表温度的季节变化产生影响。
例如，高山地区的气温变化较为剧烈，而沿海地区受海洋气候的调节，温差相对较小。
地表温度的季节变化特征对生物、气候研究以及农业生产具有重要意义。
了解地表温度的变化规律可以帮助人们调整农作物的种植时间和品种选择，提高农业生产效益。
此外，在气候预测和气象灾害预警方面，也可以利用地表温度的季节变化特征进行预测和评估。
如何观测地温
如何观测地温地温对于植物种子发芽、幼苗生长、根系活动和发育有着直接的重要关系。
在农业生产和试验中，有时需要对土壤温度（地温）进行观测。
地温观测包括地表面温度和地表以下的土壤温度，即地表和地中温度观测。
1、地表温度观测。
可将地面温度表（0厘米）、地面最低温度表和地面最高温度表，均沿东西方向放置在裸露的地面上，由北至南平行排列，各温度表之间相隔约5厘米，温度表的球部朝东；表身及球部一半埋入土中，一半露出地面，球部与土壤必须密贴，不可留有空隙；露出地面的球部和表身，应保持干净。
观测地表温度时，应从北边接近地温表，蹲下读数，绝对不可把温度表拿起来读数，因为地温表一离开地面，测出的温度就不再是地面温度了。
观测顺序是先读地面温度表，再读地面最低温度表，最后读地面最高温度表。
最低、最高温度表读数后都要进行调整。
最低温度表的调整方法是慢慢抬高球部，使球部高于表身，将温度表中的游标落到酒精柱的顶点；最高温度表的调整是把最高温度表从地表拿起来，用手握住表身顶端，球部向下，手臂向外伸出约30度的角度，在前后45度范围内甩动，水银柱便会从表中观测时的最高温度刻度处，下落到当时的气温刻度上。
调整时不许用手膜球部，甩动时要握紧，不要碰到其他物体上，甩动角度也不可太大，以免表中的水银柱撞坏管内的玻璃针。
调整完后将最低和最高表均放回原处。
最高表需先放球部，后放顶部，避免水银上滑，造成下次观测时读数不准；最低表调完后放回原处时，注意使球部高于表身，先放表身，后放球部，使温度表中的游标不致向下滑落，造成读数不准。
最低和最高表放回后，仍要一半在土中，一半露出土外，每次观测后均要这样放好。
2、地中温度观测。
可用曲管地温表、直管地温表和插入式地温表。
气象台、站一般用曲管地温表和直管地温表观测土壤温度。
这两种地温表都是在固定地点事先埋入土中一定深度。
曲管地温表有4支，按5、10、15、20厘米四个深度，顺序由东向西排列，球部向北埋在土中，表间相隔约10厘米，表身与地面成45度夹角，露出地面的表身，需用叉形木（竹）架支住。
地球上地表温度最高记录
地球上地表温度的记录有所变化，且存在多种不同的测量和记录方式。
以下是一些关键点：直接测量的地表温度：
在伊朗卢特荒漠（Dasht-e Lut）中记录到的地表温度最高为71摄氏度，这是通过卫星遥感技术测量得出的数据。
地面空气温度：
美国加利福尼亚州死亡谷国家公园在1913年7月10日记录到的最高空气温度为56.7℃（134°F），这是目前公认的有人类直接记录以来地球上的最高气温。
实地地表温度：
吐鲁番盆地在中国新疆地区曾测量到高达82.3°C的地表温度，这通常指的是阳光直射下的裸露地面温度，而非空气温度。
卫星探测数据：
据物理学家组织网报道，使用卫星监测数据时，利比亚阿齐济耶（Aziziyah）曾报告过地表温度达到93.9°C，但这一记录可能存在争议，因为卫星测量的是地表辐射温度，并非我们通常理解的空气温度或物体直接接触感受到的温度。
地表温度变化的遥感监测
地表温度变化的遥感监测地表温度是指地球表面的温度，它对于气候变化和环境监测具有重要意义。
随着现代科技的发展，人们可以通过遥感技术对地表温度进行监测。
本文将探讨地表温度变化的遥感监测方法以及其在环境研究中的应用。
一、遥感监测方法1. 热红外遥感热红外遥感是一种常用的监测地表温度的方法。
热红外遥感仪器可以监测地表发射的红外辐射，进而推算出地表温度。
这种方法具有快速、非接触和全天候的特点，可以提供大尺度的地表温度数据。
2. 微波遥感微波遥感是利用微波辐射与地表物质相互作用的原理，监测地表温度的一种方法。
微波辐射可以穿透云层，对于全天候监测地表温度非常有效。
微波遥感技术可以提供高分辨率和高精度的地表温度数据。
3. 光学遥感光学遥感利用可见光和近红外波段的反射特性来监测地表温度。
这种方法可以提供较高的空间分辨率和时间分辨率，适用于小尺度的地表温度监测。
二、地表温度遥感监测的应用1. 气候变化研究地表温度是气候系统变化的重要指标之一。
通过遥感监测地表温度，可以获取大尺度和多时段的地表温度数据，从而探究气候变化的时空分布规律。
这对于气候模型验证、气候变化趋势预测等方面具有重要意义。
2. 灾害监测地表温度遥感监测可以对自然灾害如火灾、地震等进行实时监测和预警。
例如，通过监测地表温度的变化，可以及时发现火灾的蔓延情况，有助于及时采取措施进行灭火。
3. 城市热岛效应研究城市热岛效应是指城市相对于周围农田或郊区等地区温度较高的现象。
通过地表温度遥感监测，可以研究城市热岛效应的形成机制、发展趋势以及对城市生态环境的影响，为城市规划和环境保护提供科学依据。
4. 农作物生长监测地表温度遥感监测可以提供农作物生长的相关信息，如生长季节、生长状态等。
通过分析农作物的地表温度变化，可以评估农作物的生长状况，并提供农业管理的参考。
5. 水资源管理地表温度对水体蒸发和水循环过程具有重要影响。
通过遥感监测地表温度，可以研究水体蒸发量、水文过程等，为水资源管理提供重要数据。
地表温度完整算法
地表温度完整演算公式一、DN值反演热辐射强度：L(λ)= 0.1238 + 0.005632156Qdn二、热辐射强度反演地表亮温：T6=K2/ln(1 +K1/L(λ))其中, T6为TM6的象元亮度温度(K),K1和K2为发射前预设的常量,对于Landsat 5的TM数据,K1=60.776 mW cm-2sr-1μm-1,K2=1 260.56K。
三、地表亮温推算地表温度：（需确定三个参数：地表辐射率、大气平均温度、大气投射率）（1）地表辐射率推算：（主要根据NDVI推算地表辐射率）1 自然表面地表辐射率：ε=1.0094+0.047ln(NDVI)2 城镇用地地表辐射率：ε= 0.9589+0.086Pv-0.0671Pv2Pv= [(NDVI- NDVIs)/(NDVIv- NDVIs)]2其中,NDVI为归一化植被指数,取NDVIv=0.70和NDVIs=0.05,且有,当某个像元的NDVI大于0.70时,Pv取值为1;当NDVI小于0.05,Pv取值为0。
3 水体地表辐射率：水体辐射率一般取值 0.995.（2）大气平均温度推算：① 热带平均大气( 北纬15°, 年平均)Ta= 17.9769+0.91715T0② 中纬度夏季平均大气( 北纬45°, 7 月)Ta= 16.0110+0.92621T0③ 中纬度冬季平均大气( 北纬45°, 1 月)Ta= 19.2704+0.91118T0根据万州所经纬度坐标：北纬38度48分，东经102度22分，其遥感影像两幅为2010年8月一幅为10月份，因此选取公式：Ta= 16.0110+0.92621T0来推算大气平均温度。
其中：T0 为距地表2米左右的温度，根据当时所处月份和卫星运行周期，我选取的T0 为 305K。
（3）大气透射率推算：一般情况下，大气水分含量在0.4～3.0 g/cm2 变动区间,根据专家的研究结果大气透射率可以通过与水分含量建立线性函数关系来推算。
自然地表温度曲线规律
自然地表温度曲线规律
地表温度是指地表土壤、岩石和植被覆盖的表面的温度。
它受到多种因素的影响，包括太阳辐射、大气热量传输和地表特征等。
对于自然地表温度曲线的研究可以帮助我们了解地球表面的变化以及气候系统的工作原理。
在自然地表温度曲线中，存在一些明显的规律。
首先，随着白天的到来，地表
温度开始升高。
这是因为太阳辐射通过空气层进入地球，并将热量传递给地表。
地表吸收这些热量，导致温度上升。
其次，白天过程中，地表温度呈现出波动的特点。
这是由于白天的太阳辐射不
断改变，地表温度受到太阳辐射的直接影响。
在晴朗的日子里，太阳辐射达到高峰时，地表温度也会升高。
而在云覆盖或阴天时，太阳辐射减少，地表温度相应下降。
此外，随着太阳的下山，夜晚到来，地表温度开始下降。
这是因为夜晚地表开
始辐射出热量，而不再接受太阳的辐射。
温度下降的速度通常比白天上升的速度要快，因为地表辐射热量更快地散发到冷空气中。
最后，地表温度的季节变化也是自然地表温度曲线的一部分。
在夏季，温度通
常较高，因为夏季太阳辐射较强。
而在冬季，由于太阳辐射减弱，温度较低。
总体而言，自然地表温度曲线受到多种因素的影响，包括太阳辐射、气候、季
节和地表特征等。
这些规律的理解对于我们研究气候变化、生态系统和地球环境具有重要意义。
通过进一步研究和观测，我们能更好地了解地表温度的变化规律，并采取相应的措施来应对气候变化所带来的挑战。
地表温度的测量
地面温度的最高值和最低值大约领先气 温的最高值和最低值1小时左右
水泥
花岗岩
板油
土壤草地
砂砾草地
地面/时间 第一天早 第一天中 午 /温度（℃） 上 土壤草地 水泥 砂砾草地 板油 花岗岩 18 15 19 18 16 25 38 27 32 36
第一天晚 上
第二天早 上
第二天中 午
第二天晚
20 25 21 22 24
17 16 19 19 17
25 35 29 31 36
19 23 20 22 23
这是我们近几天来得到的数据，从中你发现 了什么？
这是我们近几天来得到的数据，从中你发现 了什么？
地面/时间 第一天 /温度（℃） 早上 第一天中 第一天晚 午 上 第二天早 上 第二天中 午 第二天晚
土壤草地
水泥 砂砾草地 板油 花岗岩
18
15 19 18 16Fra bibliotek2538 27 32 36
20
25 21 22 24
17
16 19 19 17
25
35 29 31 36
19
23 20 22 23
不同地面的地温相对来说也不同，一般来说， 吸热越多的地面中午地温越高，晚上地温越低， 有绿色植物的地面相对温度要低一些。
同样，不同的时间，地温的差异也不同。
地温与气温的差别
气温：百叶箱安放在离地面1.5米的空旷草地上再将温度计放 入其中，这是为了避免受强风、雨、雪等的影响。百叶箱 的叶片并非水平的而是与水平面成45°角，百叶箱漆成白 色是因为白色的反射能力强，避免太阳光照射温度计影响 观察结果。 地温：地温表则是将温度埋于泥土的表层而进行测量而得到 地表温度。
地表温度完整算法
地表温度完整演算公式一、DN值反演热辐射强度：L(λ)= 0.1238 + 0.005632156Qdn二、热辐射强度反演地表亮温：T6=K2/ln(1 +K1/L(λ))其中,T6为TM6的象元亮度温度(K),K1和K2为发射前预设的常量,对于Landsat 5的TM数据,K1=60.776 mW cm-2sr-1μm-1,K2=1 260.56K。
三、地表亮温推算地表温度：（需确定三个参数：地表辐射率、大气平均温度、大气投射率）（1）地表辐射率推算：（主要根据NDVI推算地表辐射率）①自然表面地表辐射率：ε=1.0094+0.047ln(NDVI)②城镇用地地表辐射率：ε= 0.9589+0.086Pv-0.0671Pv2Pv= [(NDVI- NDVI s)/(NDVI v- NDVI s)]2其中,NDVI为归一化植被指数,取NDVIv=0.70和NDVIs=0.05,且有,当某个像元的NDVI大于0.70时,Pv取值为1;当NDVI小于0.05,Pv取值为0。
③水体地表辐射率：水体辐射率一般取值 0.995.（2）大气平均温度推算：①热带平均大气( 北纬15°, 年平均)Ta= 17.9769+0.91715T0②中纬度夏季平均大气( 北纬45°, 7 月)Ta= 16.0110+0.92621T0③中纬度冬季平均大气( 北纬45°, 1 月)Ta= 19.2704+0.91118T0根据万州所经纬度坐标：北纬38度48分，东经102度22分，其遥感影像两幅为2010年8月一幅为10月份，因此选取公式：Ta= 16.0110+0.92621T0来推算大气平均温度。
其中：T0为距地表2米左右的温度，根据当时所处月份和卫星运行周期，我选取的T0 为 305K。
（3）大气透射率推算：一般情况下，大气水分含量在0.4～3.0 g/cm2 变动区间,根据专家的研究结果大气透射率可以通过与水分含量建立线性函数关系来推算。
气温地表温度和体感温度
体感温度
体感温度是指人对冷热的温度感觉，不能简单地理解为是人体皮肤温度。在相同的 气温条件下，人们会因湿度、风速、太阳辐射(或日射)、下垫面、着装颜色甚至心情等 的不同而产生不同的冷暖感受。
空气湿度与体感温度的关系
室温：25℃ 湿度：80% 感觉闷热
室温：25℃ 湿度：50% 感觉舒适
再见
气温、地表温度和体感温度
知识解析专题
气温
气温指的是离地面1.5米高的百叶箱里测得的温度。测温必须在比较空旷的地方完成， 温度表高于地面，而且放在百叶箱中，避免了太阳直射。这样测得的温度才是气象 学上所说的气温，即大自然状态下的空气流动温度。
气温测量
百叶箱中安装有干球温度表、湿球温度表、最高温 度表、最低温度表等仪器。其中干湿球温度表是用于测 定空气的温度和湿度的仪器。它由两支型号完全一样的 温度表组成，气温由干球温度表测定，湿度是根据热力 学原理由干球温度表与湿球温度表的温度差值计算得出。
据观测，夏季晴天，室外温度比百叶箱里的实况温 度高。冬季，则往往相反。
地表温度
地表温度是指地表面与空气交界处的温度。可用地面温度表进行测量。 地表温度主要取决于入射太阳辐射的强度，并与土壤含水量、表面光泽和植被的疏 密等有关。
地表温度测量
地温要用特制的地温表来测量。地表温度的 测量是将温度表平放在地面，使表身和感应球部 一半埋没于土中，一半裸露于空气中；测量地中 温度是将温度表埋入某一深度土壤中，以其球部 中间部位距地面深度为准。
利用遥感技术进行地表温度监测与分析
利用遥感技术进行地表温度监测与分析遥感技术是指通过航空器、卫星等遥感平台对地球表面进行观测和测绘的技术手段。
地表温度是指地球表面各种物体和陆地、水体等的表面温度。
利用遥感技术进行地表温度监测与分析，可以提供全球范围内的温度信息，为气候变化、环境保护和天气预报等领域提供重要依据。
一、遥感技术在地表温度监测中的应用1. 热红外遥感技术热红外遥感技术可以通过探测地表物体的热辐射能量来获取地表温度信息。
利用遥感平台上的热红外传感器，可以测量地表不同物体的热辐射能量，并通过数据处理得到地表温度分布。
这种技术具有高时空分辨率、全天候观测等特点，适用于大范围的地表温度监测。
2. 微波遥感技术微波遥感技术可以通过测量微波辐射的强度和频率来获取地表温度信息。
微波辐射能够穿透大气层，并对地表进行探测，不受云雾和大气湿度的影响。
因此，利用微波遥感技术可以获取全天候的地表温度数据。
此外，微波遥感技术在海洋温度监测和冰雪覆盖监测等领域也具有广泛的应用。
二、地表温度监测与分析的意义1. 环境保护地表温度的变化对生态环境具有重要影响。
通过监测和分析地表温度的变化，可以及时发现环境问题，进而采取相应的措施进行环境保护。
例如，监测城市热岛效应，可以指导城市规划和建设，减少城市热岛效应的影响。
2. 气候变化研究地表温度是气候系统的重要组成部分，直接反映了气候变化的趋势。
通过长期的地表温度监测，可以分析气候变化的规律和趋势，为气候预测和气候变化研究提供重要参考数据。
同时，地表温度数据也是监测全球变暖和气候变化影响的重要指标。
三、遥感技术在地表温度监测与分析中的挑战与展望1. 数据精度和精确性地表温度监测需要高精度的遥感数据支持，但由于大气吸收、散射等因素的影响，遥感数据在获取地表温度时可能存在一定的偏差。
因此，提高数据精度和精确性是当前研究的重点和挑战之一。
2. 遥感数据的获取与处理遥感数据的获取和处理是进行地表温度监测与分析的基础。
地表温度
是否等同
对，一般就是这样认为、规定的。全球的平均温度，就说的是与人类生活的生物圈关系密切的平均地球表面 的温度，不考虑地球内部温度。
温度数据
NASA官的搜索就可以找到。有图例说明，也有数据说明，不过都是英文版的,但也可以转换成中文。
中国温度
我国最低地表温度为-56℃，在黑龙江省漠河县。在那里，因为太冷，树木长得很慢，直径10厘米的树需要 长十几年。
在大兴安岭地区也曾出现过罕见低温,其他地方未见。
产品及算法
模型算法
地温的获取主要是依赖于遥感反演的方法，通过多种反演算法的精度比较，其中Landsat TM/ETM与环境小卫 星最后单窗算法，Modis采用的是劈窗算法，而AVHRR采用分裂窗算法，并在此种算法的基础之上加入了经验拟合 的修正。误差主要是对低空空气温度的估算上，分析得到地温空间分布规律与实际的分布特征有着很强的一致性， 基本在0.4之内，与国内外专家的参考文献为验证基础，并进行了相关的野外验证，数据空间一致性良好，
01 温度区别
03 是否等同 05 中国温度
目录
02 影响因素 04 温度数据 06 产品及算法
地表温度是地面的温度。太阳的热能被辐射到达地面后，一部分被反射，一部分被地面吸收，使地面增热， 对地面的温度进行测量后得到的温度就是地表温度。地表温度还会由所处地点环境而有所不同。多种卫星遥感数 据反演地表温度(LST)信息产品是地理国情监测云平台推出的生态环境类系列数据产品之一。
◆TM/ETM与环境小卫星算法如公式(1):
TS=[a×(1-C-D)+(b×(1-C-D)+C+D)×T6-D×Ta] /C………(1)
式中，Ts为地表温度，a和b为经验系数(a=-67.，b=0.)，T6为TM6的亮度温度(K)，Ta为大气平均作用温度 (K)，C和D为中间参数。
地表温度变化曲线
地表温度的变化曲线通常被称为地球表面温度记录线。
这个曲线描述了地球表面温度随时间的变化情况。
地球表面温度的变化主要受到自然因素和人类活动的影响。
自然因素包括太阳辐射、火山活动和海洋循环等；人类活动主要指的是工业化和能源消耗所产生的温室气体排放。
根据国际气候研究机构的数据分析，地表温度的变化曲线显示了一些明显的趋势。
大致可以分为以下几个方面：长期趋势：20世纪以来，地球表面温度持续上升。
这一趋势被广泛认为是由人类活动导致的增加的温室气体排放所引起的。
年代际变化：地表温度的变化不是平稳的，存在明显的年代际变化。
比如，20世纪70年代至90年代期间，地球表面温度增长相对较缓慢；而在20世纪90年代末至21世纪初，地球表面温度增长加快。
季节变化：地球不同地区的季节变化也会对地表温度产生影响。
例如，极地地区的温度变化幅度较大，而热带地区的温度较为稳定。
总体来说，地表温度变化曲线显示出持续上升的趋势。
这一变化对人类和自然环境都带来了许多挑战，如海平面上升、极端天气事件增多等。
因此，应该采取措施减少温室气体排放，加强环境保护和可持续发展。
一天中地表温度最小值出现的时间
一天中地表温度最小值出现的时间
一天中地表温度的最小值出现的时间是早晨的凌晨四点到凌晨
六点之间，这是每天出现最低温度的时刻，也是温度发生变化最大的时候。
因此，在这段时间里，地表气温是最低的，人们可以感受到冷风吹拂。
其原因很简单，一天中，地表温度最高时出现在正午，而最低温度出现在早晨，其原因是太阳出现在正午时，太阳辐射最强，光热加热地表温度达到最高；而太阳在早晨出现时，因太阳辐射较弱，加热地表温度变得较低；另外，晚间太阳落山，光热减少、空气湿度提高，地表温度也会较低。
此外，还有一些因素会影响一天中地表温度的变化，分别如下。
首先是地理位置，不同的地理位置会影响温度，比如在热带地区，一天中温度变化不大；而在温带地区，一天中温度变化较大。
其次是大气的有效折射率，当有效折射率增加时，太阳的辐射路径会延长，从而减弱太阳辐射加热地表，使地表温度降低。
另外，气象因素也会影响地表温度，比如平原地区的下雨，会使空气中湿度增加，减弱太阳辐射加热地表，使地表温度降低；而沙漠地区的大风，会使空气中湿度减少，加强太阳辐射加热地表，使地表温度升高。
最后，人类活动也会影响地表温度，比如夜间照明增强，会加热地表，使地表温度增加；而工业排放物等污染物，会使空气中的湿度升高，减弱太阳辐射，使地表温度降低。
总之，这些因素的变化都会影响一天中地表温度的变化，其中最低温度出现在早晨的凌晨四点到凌晨六点之间，而在这段时间里，地表气温是最低的。
因此，在这段时间里，人们可以感受到冷风吹拂，使自身温度降低，以备抵抗夏季炎热的炎热天气。
地表温度估算法
地表温度估算法
地表温度估算是农业和科学研究领域中非常重要的一项技术。
与
传统的温度测量方法不同，地表温度估算技术可以使用更低成本和更
少的时间来估算地表温度，从而提供更加及时准确的温度信息。
地表温度估算方法基于计算机科学研究的一些模型和算法，主要
包括三部分：表面反射模型、格子模型和定向积分模型。
表面反射模
型是一种基于表面状态参数的模型，可以用于估算表面反射率、表面
放射率和表面散射率，从而估算出地表温度。
格子模型则基于地表平
均温度、湿度、气压和其他特征参数，将地表视为一个一维网格，再
通过计算热通量变化值来估算出地表温度。
定向积分模型则通过模拟
太阳的辐射照射，结合热量传输方程和散射模型，结合能量守恒原理，对地表温度进行估算。
使用地表温度估算方法求取地表温度数据，可以获得更为准确可
靠的结果，而且可以快速完成。
随着科学研究不断深入，地表温度估
算技术也以新的算法和方法披露出表面，从而继续在农业和其他领域
中发挥重要作用。
地表温度估算技术的开发可以为农业提供重要信息，使农民能够更快更准确地判断植物的生长状况，并根据植物的环境适应性及时采取措施保护植物。
此外，它还可以为科学研究领域提供精确的地表温度数据，为研究工作提供参考依据。
总而言之，地表温度估算技术是农业和科学研究领域最重要的技术之一，使用这项技术可以节约成本，更快更准确地收集地表温度数据，为农业和科学研究领域提供良好的参考依据。
地表温度反演原理
地表温度反演原理
地表温度反演是通过遥感技术获取地表温度信息的一种方法。
它基于热辐射原理，利用地表辐射特征与温度之间的关系来反演地表温度。
地表的热辐射主要是通过红外波段的电磁辐射来表现的。
根据斯特凡-波尔兹曼定理，物体辐射出的热辐射功率与物体表面的温度的四次方成正比。
因此，可以通过测量地表辐射能量的强度来估算地表的温度。
在遥感技术中，常用的地表温度反演方法包括亮温法和辐射率方法。
亮温法主要是通过测量地球表面辐射出的红外辐射的亮温值，然后使用辐射传输模型和大气校正来推算地表温度。
辐射率方法则是通过测量可见光和红外波段的辐射强度，并结合地表辐射率的特性来推算地表温度。
地表温度反演的过程中需要考虑大气的影响，因为大气对地表辐射的吸收和散射会引起测量误差。
因此，地表温度反演需要进行大气校正，将测量值与大气影响进行分离，得到地表温度的真实值。
总的来说，地表温度反演原理是基于地表热辐射特征与温度之间的关系，通过遥感技术测量地表辐射能量的强度，并结合辐射传输模型和大气校正方法来推算地表温度。
海温 地表温度
海温 地表温度
海洋表面温度是指海水最上层的温度，通常在海面下几米之内测量。
它是海洋学和气候学中的关键参数之一，直接影响到海洋生态系统、海洋环流以及全球气候系统。
海温的变化与太阳辐射能量的吸收、海洋热能的储存和交换密切相关，并通过影响大气中水汽含量及驱动热带气旋等天气现象，对气候变化具有重要作用。
地表温度，则指的是地球陆地表面的温度，包括土壤、植被、建筑物等各种地面覆盖物的温度。
地表温度受到多种因素的影响，如太阳辐射强度、地形地貌、地表反射率 反照率）、风速、湿度、云量以及城市化程度等。
白天，地表吸收太阳辐射后升温；夜晚，则通过红外辐射将热量散发到大气中而冷却。
两者之间存在密切联系：海洋作为地球上最大的热能储存体，对调节周边陆地的地表温度起着至关重要的作用。
例如，靠近海洋的地区其气温受海洋表面温度影响较大，表现出明显的海洋性气候特征，昼夜温差相对较小。
同时，海洋和陆地间的温度差异也是驱动大气流动和季风变化的重要动力源。
地表温度lst取值范围
地表温度（LST）的取值范围是由多种因素决定的，例如地理位置、季节、时间、天气状况等等。
一般来说，LST的取值范围可以在不同的地理位置和气候条件下有所不同。
以下是一些可能的LST取值范围：
1. 城市地区的LST通常比农村地区高，因为城市地区的地表覆盖物更多，建筑物、道路和其他人工结构物会吸收和释放更多的热量，从而增加了城市的地表温度。
城市地区的LST可能在日间达到30℃或更高，而夜间可能降至0℃或更低。
2. 沙漠地区的LST通常较高，因为沙漠地区缺乏植被和水分，地表温度很容易上升。
在沙漠地区，LST可能在日间达到40℃或更高，而夜间可能降至10℃或更低。
3. 森林地区的LST通常比城市和沙漠地区低，因为树木和植被可以吸收和散发热量，从而降低了地表温度。
在森林地区，LST可能在日间达到20℃或更高，而夜间可能降至0℃或更低。
总之，LST的取值范围取决于多种因素，并且在不同的地点和时间可能会有所不同。
在实际应用中，通常使用遥感技术来获取地表温度数据，并根据实际情况对LST进行解释和分析。
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陆面温度的遥感反演
•如何获得表面比辐射率？
根据室内、外测量 波谱辐射仪 辐射仪结合CO2激光仪（主动与被动结合） 黑箱子 需要假定表面温度和比辐射率在测量过程中不变
从卫星上测定 根据可见光和近红外光谱信息的统计关系(NDVI/e) 根据热红外光谱仪里最小e和在最大相对比辐射率 之差的统计关系 利用多时相数据假定： eday = enight 或 eday1 = eday2
Gillespie et al.(1986,1987)也讨论了把地表比辐射率 和地表温度对辐射测量的影响分离开的问题。 Wan 和 Dozier(1989)把遥测地表温度当作一个地球物理 学的反演问题,通过Lowtran程序进行数值模拟,评价了温度反演 的可行性并提出了合理的波谱段范围,认为通过多波谱同时反演 地表温度和地表比辐射率是可行的。 Wan 和 Dozier(1996)通过大气传输模型进一步模拟计算 指出：1)统计回归的系数与传感器的视角有关；2)为了提高反演 精度，模拟计算回归系数时有必要把大气含水量、大气低层温度 和地表温度考虑进去,而不能在所有的情况下都用相同的系数来 反演地表温度。
（3）地表温度的“皮肤”效应
地表30cm温度廓线
在地表下的一定距离，温度趋于稳定。这个 深度可能是30-50 cm
陆面温度遥感反演面临的主要问题
(4)陆面目标的比辐射率往往受物理状况（如土 壤比辐射率随土壤含水量而变），表面粗糙 度、地表起伏等因子控制，所以一般只能作 为未知量，不能事先设定。
陆面温度遥感反演面临的主要问题
总之，陆面温度反演的研究多以分裂窗 口方法为基础，为了提高温度的反演精度， 不同的作者主要从多个方面进行了研究。但 由于陆面温度反演问题的复杂性，迄今为止， 陆面温度反演的研究主要仍以可行性研究为 主，大气效应的纠正、地表比辐射率 未知 和地表温度的皮肤效应问题仍制约着陆面温 度遥感反演方法在实际中的应用。
Becker(1987)考虑AVHRR第四、五通道的地表反射率之差 对温度反演的影响，并提出了一个模型解释热红外测量温度和地
表热力学温度的差别。Becker(1990a)接着在辐射传输方程线性
给出了一个“局地分裂窗口”法的反演公式。 =constant
近似的基础上，进一步讨论了地表比辐射率第对温度反演的影响，
大气模型 热带 中纬度夏季
大气水蒸汽总量 大气有效温度 近地表气温 Ta (K) (K) （g/cm2） 4.11 2.99 292.0 286.6 299.7 294.2
中纬度冬季
0.85
264.3
272.2
Vidal(1994)把第四、五通道的温度先转化为8-14 宽通 道的黑体亮度温度，再根据地表比辐射率改正得到地表温度，系 数通过回归得到，相关系数 =0.89 。
陆面温度遥感反演 陆面温度的遥感反演问题最早可追溯到TIROS2上 搭载的热红外辐射计，其波段为8-14 mm 。大家发现传 感器得到的陆面温度和地面实测的沙漠表面温度差异很 大。Buettner and Kern(1965)通过测量沙子(石英含量
高)的比辐射率，发现沙子的比辐射率明显小于１，解
释了这个矛盾。Nimbus 4上的IRIS测量结果也证实了沙 地在 m9 m 附近辐射率明显小于１。 Marlatt(1967) 第 一次系统地野外测量了地表比辐射率对热辐射的影响。
(5) 陆面目标的比辐射随波段变化显著，这样
导致方程组的不完备，因为第一个波段包含
一个未知的比辐射率， N 个波段包含 N 个未知
比辐射率，外加一个未知温度，所以未知数
总比独立方程数多一个。
地表温度的反演—热红外遥感的主要原理
•物体的波谱辐射能和大气窗口
物体的波谱辐射能
Ll = elBl(T)
NOAA/AVHRR第四、五通道在海温遥感反演取得成功之后。 Price(1984)首先把海温遥感的分裂窗口方法引用到农田地区的 温度反演中来。他在仔细分析了各种误差来源之后，预计反演精 度约 3K。在 1时，他给出的反演公式为：
Price指出当温度为300K时， 误差。误差0.Fra bibliotek1可引起2K的温度
地表温度的反演
•如何获得地表温度？
利用温度计或其它点接触探测头测定 受时间和空间的限制，没有足够的空间覆盖数据 受其它外界环境的影响很难获得精确的表面温度 利用热红外辐射仪来测定
在局部尺度上： 地面测量
在大、中尺度上： 卫星空间测量 测量的量是波谱辐射能 Ts，e, 大气和周围环境
地表温度的反演-地表温度反演算法
Sobrino et al., 1996: (NOAA11)
Ts T4 0 1 T4 T5 2 1 e 3e
0 = 0.4 – 0.48W; 1 = 2 + 0.28W; 2 = 53.1 – 3.6W; 3 = -148.6 + 26.1W;
Bi Ti Rati i 1 e i Rati Tsi B e i
1 i
大气参数的计算需要知道大气的温度和在通道上大气 吸收体密度的垂直廓线，而且还需知道这些大气吸收 体的物理特性。
地表温度的反演-地表温度反演算法 单通道法的精度取决于： 大气辐射传输模型的精度 对水气连续统一体的吸收还不完全清 楚。相对精度约10%，且没有温度低 于280K的有用吸收系数。 测定的或已知的通道比辐射率的精度 大气廓线的精度
航空平台：通常 3-5 µ m， 8-14 µ m 航天平台：通常 3-4 µ m， 10.512.5 µ m 为什么只在晚上 用 3-4 µ m测量常 温地表？
地表温度的反演—热红外遥感的主要原理
辐射传输方程
热红外波段
Bisensor ( , ) = [e i ( ) Bi0 (Ts ) +
地表温度的反演-地表温度反演算法 • 未来可能的发展方向 如何减少大气水蒸气量的测定误差
如何减少比辐射率的测定误差
如何在地面上验证地表温度的反演算法
地表温度的时空变化，点与面相比的意义？
由于缺乏地面有效的表面温度测量，由卫 星数据反演的地表温度的精度目前只能通过 理论误差分析和反演算法间的相互比较来估 计。
地表物质的热学性质及 地表温度的反演
地表物质的热学性质
•热容Heat Capacity (C):
温度每升高1度，对应热能(Q)增加量的度量。 表示了一种材料存储热的能力, 单位为cal ℃ 1 。(与物体大小有关)
•比热specific heat (c) :
一定条件下单位质量的物质升高1 ℃ 所需 的热量.
地表温度的反演-地表温度反演算法
• 多通道法（分窗法）
起初用来反演海水温度，后被推广到陆地。 利用10~13mm里，两个相邻通道（一个 在11mm附近，另一个在12mm附近）上 大气的吸收作用不同，通过两通道的组合 来剔除大气的影响
地表温度的反演-地表温度反演算法 陆地表面温度反演
分窗技术用到海水表面温度反演很成功，可以小于 0.7K误差，但在陆地上比海面困难许多。
地表物质的热学性质
•热扩散率Thermal diffusivity (k):
表征物质内部温度变化的速率，其值决定于 单位时间内沿法线方向通过单位面积的热量 与物质的比热、密度、法向上温度梯度三者 的乘积之比。
地表温度的反演
地表温度的反演
• 为什么要测量地表温度？ 地表温度是地-气系统研究能量平衡的一 个关键因子。除了太阳辐照度之外，地-气 界面所有的通量都可参数化为温度的一个 函数。
是一个与
无关的独立常数，P和M与
有关，可以通过
大气辐射传输程序Lowtran 7用最小二乘法回归确定系
数
。
Becker(1990b)进一步把 NOAA/AVHRR第三通道的信息考虑 进来，提出一个与温度无关的独立因子。Li(1993)在此基础上讨 论了用这个概念反演地表比辐射率的可行性。他也同时指出，这 种方法要能实际应用还有许多工作要做，其中两个最大的制约因 素是： (1)太阳的中红外辐射受大气衰减比较严重，如何找到一 个合理的方法或模型来估算太阳辐射对第三通道的中红外波段的 贡献； (2)地表在第三通道的中红外波段的双向反射率特性比第 四、五通道更强烈，有必要做更多的野外实测和理论工作以建立 地表在第三通道的双向反射率模型。
e e4 e5 2 ; e e4 e5
通过误差分析，目前用分窗技术反演的地表温度的精度在1~2K 之间，取决于大气和比辐射率的校正误差，大气和比辐射率的 校正误差又取决于水蒸气量和比辐射率的测定误差。
为了提高分裂窗口法反演地表温度的精度， 近年来的工作越来越把大气状态作为温度反演中 的信息。而放弃那种建立对任何大气模式都适用 的“全能”模型。
AVHRR
通道
3 4 5
波长范围 (mm)
3.54-3.94 10.32-11.32 11.41-12.38 3.660-3.840 3.929-3.989 4.020-4.080
MODIS
20 22 23
29
31 32 33
8.400-8.700
10.780-11.280 11.770-12.270 13.185-13.485
地表温度的反演-地表温度反演算法
• 单通道法 • 多通道法（分窗法） • 单通道多角度法
• 多通道多角度法
地表温度的反演-地表温度反演算法
• 单通道法
利用卫星传感器上单独的一个热红外通道获得的辐射， 借助无线电探空或卫星遥感确定的大气廓线数据（温度、 湿度、压力），结合辐射传输方程来修正大气和比辐射 率的影响。 设太阳的影响可忽略：
+
atm atm atm + r ( , ; , ) L ( ) cos d ] L i i i b ,i