时间尺度分析识别土壤湿度的多分形性特征

摘要

土壤水分作为农作物生长所需水分的主要供给来源,目前土壤湿度(水分)研究成了学术热点.土壤湿度可以改变地表反照率、热容量以及向大气输送的感热和潜热从而影响气候变化,并且对土壤水分估算,预测农田干旱发挥着重要作用.了解土壤湿度的尺度特性对将局部测量的波动转化到更大的尺度至关重要.本研究基于遥感数据利用多重去趋势波动分析(MFDFA)研究了美国印第安纳州不同土壤深度的土壤湿度变化的标度特性.结果表明,浅层土壤湿度具有明显的反持续性特征,深层土壤湿度具有较强的持续性特征.此外,在不同深度的土壤湿度具有显著的多重分形性.并且尺度的选择(月尺度和季节尺度)对土壤湿度平均标度行为影响较小.