对土壤热惯量模型的评价

在应用热惯量遥感信息模型监测旱情的实际工作中，人们会发现有许多因素影响其结果的精度，因而要考虑其适用的范围，并对结果的误差进行评估。

首先，热惯量方法只有在大气层结稳定且没有云的情况下使用效果比较好。虽然热惯量方法是所有干旱监测方法中物理过程表述最清晰的方法之一，但在有云影响的大气条件下，就无法得到观测目标昼夜均为晴空的数据像对，因而该方法的使用受到限制。例如，在我国长江以南地区，常年晴空条件差，所以很难运用该方法。即使在晴空前提下，由于卫星过境时获取卫星图像数据的时间并不一定就是热惯量模型中所需的日最高、最低气温出现的时刻，而且日最高、最低温度的出现时刻在不同的天气条件下是变化的，因而模型中的日较差T的计算显然存在误差。

其次，热惯量方法通常认为只适用于对裸土或者表层植被覆盖很少情况下的土壤含水量的监测。这是因为如果土壤表层植被覆盖度比较高，那么植被的蒸腾就会影响士壤水分估输平衡及热量的分配，相应的土壤温度必定受到影响而变化，这必然会影响卫星对士维热惯量监测的准确性。因此，在地面覆盖有植被（或作物）的情况下，运用热惯量方法监测士境含水情况就受到一定的限制。有些热惯量模型适用于在植被覆盖情况下监测土壤含水量，但由于其模型在应用中涉及参数较多且难以测定，所以也仅限于理论上的探讨，在实际应用中难以引入。据此，热惯量遥感信息模型只适用于我国北方地区晚秋、冬季和旱春时作物植株稀少接近裸土状况的土壤含水量的测定，尚不能用在南方四季常绿的背景环境和北方作物完整生长过程的土壤墒情监测。

再次，热惯量方法在地形起伏不大的平原地区使用效果较好。土壤的温度辐射具有方向性，其辐射半球中最长的辐射矢量方向是地表面元的法线方向。不同的地势，其面元的法线方向与卫星接收方向之间的夹角各异，因此地形起伏直接影响卫星接收到的地面辐射温度场传递过程的一致性。所以在地形起伏较大的地区使用该方法时，需要使用较高精度的数字地形模型（DTM）对卫星接收到的地面辐射温度进行法矢量方向矫正。

最后，土壤不是朗伯体——黑体，土壤质地的差异，即土壤的物质组成不同、内在和表层结构形态不同（如气孔分布、起垄），或多或少会影响土壤的辐射发射率。前述热惯量经验公式均依据地面辐射亮温差反演土壤的表观热惯量，这与依据地面真实温度差反演土壤真实热惯量显然是有区别的。在实际应用中，逐点测定所有被观测目标的比辐射率是难以做到的，因此用卫星得到的土壤辐射亮温近似地代替其真实温度，显然有一定的精度损失。根据极少数有可能对比的点上取得的实测资料与应用卫星遥感数据通过模型求得的结果对比得到的结论，其可靠性还有待验证。