蒸散是连接能量平衡和水量平衡的重要环节，对于理解区域乃至全球的气候变化具有重要意义。此外，蒸散的深入理解对于干旱区的可持续发展、水资源规划管理具有重要价值。近年来，在全球范围大部分地区报道的“蒸发悖论”现象，促使科学家深入思考这一现象所反映的全球实际蒸散变化及水循环的变化状况。遥感作为地表观测的新手段，具有大尺度观测、多时相性等优势，因此遥感逐渐成为区域蒸散估算的重要手段。然而，目前基于遥感的蒸发反演仍具有很多问题亟待解决。首先，大部分的遥感蒸散模型基于能量平衡而构建，然而，真实世界的蒸散机制中，每个像元并非一个独立的能量平衡系统，平流对蒸散有显著的影响，而在蒸散模型中平流往往被忽略。其次，时间尺度扩展是遥感蒸散的一个重要障碍。卫星热红外数据仅能反映卫星过境时刻的蒸散状况，实际应用往往需要一天或者更长时间尺度的蒸散估算结果。以上的问题是目前遥感蒸散急需突破的重要问题。　　本论文在回顾蒸散研究的基础理论与方法的基础上，以考虑平流影响的蒸散模型构建和蒸散长时间尺度扩展为主要研究目标。本论文的主要研究内容包括:(1)首先，提出一种平流的刻画方法和两种平流的判别方法。本文对地表能量平衡方程进行回顾和总结，发现平流往往在地表能量平衡方程中被忽略，而一系列的观测实验揭示平流对蒸散有显著影响。本文对Penman公式进行推导，我们发现空气干燥力是基于Penman公式的潜在蒸散和遥感余项法可利用能量的巨大区别。使用Penman公式计算的潜在蒸散通过实际观测到的空气温度、湿度及风速考虑了平流影响。在此基础上，本文提出了使用潜在蒸散和可利用能量来刻画平流的理论方法，并提出使用理论计算的水汽亏缺或空气动力学阻抗来进行平流判定的方法。其次，本文提出平流环境下涡度相关通量观测校正方法。通过对能量不闭合问题的深入分析，我们认为通量观测的低估现象往往和忽略平流的能量平衡方程胶合在一起。针对平流环境下涡度相关通量观测的低估现象，本文提出一种新的通量低估校正办法，我们使用Bushland开展的BEAREX08实验数据对这一方法进行了分析和验证。BEAREX08实验中有两套涡度相关系统和两套高精度蒸渗仪。对涡度相关系统和高精度蒸渗仪观测的潜热通量进行对比，结果表明涡度相关系统显著的低估了蒸散(回归线斜率为0.63和0.64)，两套涡度相关系统的能量闭合率仅为0.78和0.75。经过校正后，涡度相关系统的低估现象得到了明显改善(回归线的斜率为0.89和0.98)。这一提出的方法将适用于平流环境下的涡度相关通量观测校正。　　(2)以考虑平流影响为主，本文提出了两种改进的单层遥感蒸散模型。方法1引入了蒸散水分供给指数修改了Penman公式，使其能够用来估算非湿润表面的蒸散。模型修改的关键在于保留了Penman公式中刻画平流的状况的空气干燥力部分。本文采用Ts/f散点空间来刻画蒸散水分供给指数。散点空间“干”、“湿”边的确定采用我们组提出的自动化确定的方法。这一模型方法被应用于黑河流域中游地区。方法2提出基于CWSI的遥感蒸散模型，模型揭示了CWSI和水汽阻抗之间明确直观的关系。我们使用SMEX02观测数据在站点尺度和区域尺度上对模型结果进行了分析和验证。站点尺度的结果表明，模型能够有效的刻画蒸散的日变化过程，模型模拟结果同观测值吻合较好。6个玉米站的验证结果表明，模型的确定性系数为0.90，平均绝对误差和均方根误差为44.51 W/m2和58.52 W/m2。6个大豆站的验证结果表明，模型的确定性系数为0.88，平均绝对误差和均方根误差为35.45W/m2和49.46 W/m2。区域蒸散估算结果能够很好的反映下垫面的蒸散空间分异，验证结果表明大部分站点的差异都在70W/m2以内。　　(3)本论文中提出更具物理基础和可操作的双源遥感蒸散模型(ETEML)。张仁华等提出了基于VFC/LST参数空间的双源遥感蒸散模型—PCACA模型。PCACA的核心在于提出了可操作的混合温度分解方法。但是受制于参数空间的边界条件的不确定性和非土壤水分因素的影响，PCACA模型具有较大的不确定性。本文在PCACA模型的基础上，提出了基于单个像元点构建理论参数空间的方法，实现了单个像元的混合温度分解，并在此基础上结合CWSI概念构建了双源模型的理论框架。为了验证ETEML模型，使用了SMACEX实验观测数据从站点和区域尺度对ETEML模型进行了评估和验证，验证结果表明ETEML模型能够用于区域蒸散估算。　　(4)本文对时间尺度扩展进行研究，提出一种新的日尺度扩展方法和一种新的模型框架用于长时间尺度扩展。首先，本文对日尺度扩展的蒸发比方法和参考蒸发比方法进行了理论分析，发现参考蒸发比方法在平流环境下要优于蒸发比方法，然而，参考蒸发比包含了参考作物和估算作物的空气动力学阻抗在内，两者的高度差异会导致一定的误差。对日尺度扩展，本文提出一种新的扩展方法，使用BEAREX08实验数据对蒸发比、参考蒸发比和我们提出的新方法进行分析，结果表明本文提出的新方法优于参考蒸发比方法，参考蒸发比方法优于蒸发比方法。长时间尺度区域蒸散估算一直是遥感蒸散模型的重要应用障碍。基于地表温度的遥感蒸散模型往往受地表温度观测数据获取的限制，往往仅能反演典型天的蒸散状况。(VI)模型虽然能够提供连续的蒸散估算，但准确的水汽阻抗的参数化往往难以实现。本论文提出连续的蒸散估算框架，将(VI)模型和基于地表温度的蒸散模型结合起来。本论文提出的连续框架包括三个部分:水汽导度模型部分;降雨土壤蒸发模型部分和基于地表温度的蒸散估算模型部分。这一连续性框架被应用于黑河流域中游区域的蒸散估算中，结果表明这一连续性框架能够估算出可靠的区域蒸散结果。