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成果报告
利用热红外卫星遥感获取全球陆地的每日蒸散发数据
2021-10-28 00:08:16 来源:中科院青藏所 作者: 【 】 浏览:822次 评论:0

  热红外遥感在研究地气相互作用方面有独特优势,但因受云的影响无法获得时空连续信息。近年来,可见光与微波遥感已被成功应用于计算全球地表蒸发,但是热红外还未被应用于估算全球蒸发。如何获得时空连续的地气间水分交换信息,是当前热红外遥感研究地气相互作用过程时遇到的“卡脖子”问题。国际上有观点认为基于能量平衡的热红外方法无法准确得到地表的蒸发,主要原因是蒸散发的估算对地气相互作用的水热传输阻力较敏感,并且受云的影响,无法得到时空连续的蒸散发结果。

  中科院青藏高原研究所地气作用与气候效应团队陈学龙研究员于2019年开发出一套计算全球植被和大气湍流水热传输的参数化方案,并在全球28个通量站进行验证(图1),结果显示该方法能为各种植被类型提供准确的水热传输阻力的估算(Chen et al. 2019 JGR)。为克服云造成热红外信息缺失以及对遥感估算每天蒸发量的影响,研究人员结合日蒸发估算的特点,发展了一套能够填补遥感蒸发数据空缺的方法,无空缺的全球蒸发总量见图2,解决了以往被认为不能用热红外能量平衡法估算时空连续地表蒸发的难题。研究发现能量平衡模型对尼罗河灌溉区蒸散发的估算显著优于国际流行的蒸发产品(图3)。

  该研究成果近日以“Remote Sensing of Global Daily Evapotranspiration based on a Surface Energy Balance Method and Reanalysis Data”为题发表在《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》,陈学龙研究员为本文第一和通讯作者。该研究获得国家自然科学基金项目(4197500941971033),第二次青藏高原综合科学考察研究专项(2019QZKK0105)等资助。相关蒸发数据产品已在国家青藏高原科学数据中心被下载180次,并被中科院大气物理研究所、兰州大学等单位用于评估模型和再分析的蒸发结果。

  文章链接:https://doi.org/10.1029/2020JD032873

  蒸发数据下载链接:https://data.tpdc.ac.cn/zh-hans/data/df4005fb-9449-4760-8e8a-09727df9fe36/?q=energy%20balance

  模型代码链接https://github.com/TSEBS/A-column-canopy-air-turbulent-heat-diffusion-model

图1 发展的全球地表粗糙度估算方案(图c,f)在森林下垫面的显著改进

图2 利用发展的地表能量平衡模型和Terra、Aqua卫星数据获取全球陆地的年蒸发总量

图3 EB能量平衡模型(f,l)对尼罗河灌溉区蒸散发的估算优于国际流行的蒸发产品  


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