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      JGR-Atmospheres:利用熱紅外衛星遙感獲取全球陸地的每日蒸散發數據

      發布日期:2021-10-22 來源: 字體:[ ]

        熱紅外遙感在研究地氣相互作用方面有獨特優勢,但因受云的影響無法獲得時空連續信息。近年來,可見光與微波遙感已被成功應用于計算全球地表蒸發,但是熱紅外還未被應用于估算全球蒸發。如何獲得時空連續的地氣間水分交換信息,是當前熱紅外遙感研究地氣相互作用過程時遇到的“卡脖子”問題。國際上有觀點認為基于能量平衡的熱紅外方法無法準確得到地表的蒸發,主要原因是蒸散發的估算對地氣相互作用的水熱傳輸阻力較敏感,并且受云的影響,無法得到時空連續的蒸散發結果。 

        中科院青藏高原研究所地氣作用與氣候效應團隊陳學龍研究員于2019年開發出一套計算全球植被和大氣湍流水熱傳輸的參數化方案,并在全球28個通量站進行驗證(圖1),結果顯示該方法能為各種植被類型提供準確的水熱傳輸阻力的估算(Chen et al. 2019 JGR)。為克服云造成熱紅外信息缺失以及對遙感估算每天蒸發量的影響,研究人員結合日蒸發估算的特點,發展了一套能夠填補遙感蒸發數據空缺的方法,無空缺的全球蒸發總量見圖2,解決了以往被認為不能用熱紅外能量平衡法估算時空連續地表蒸發的難題。研究發現能量平衡模型對尼羅河灌溉區蒸散發的估算顯著優于國際流行的蒸發產品(圖3)。 

        該研究成果近日以“Remote Sensing of Global Daily Evapotranspiration based on a Surface Energy Balance Method and Reanalysis Data”為題發表在《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》,陳學龍研究員為本文第一和通訊作者。該研究獲得國家自然科學基金項目(4197500941971033),第二次青藏高原綜合科學考察研究專項(2019QZKK0105)等資助。相關蒸發數據產品已在國家青藏高原科學數據中心被下載180次,并被中科院大氣物理研究所、蘭州大學等單位用于評估模型和再分析的蒸發結果。 

        文章鏈接:https://doi.org/10.1029/2020JD032873 

        蒸發數據下載鏈接:https://data.tpdc.ac.cn/zh-hans/data/df4005fb-9449-4760-8e8a-09727df9fe36/?q=energy%20balance 

        模型代碼鏈接https://github.com/TSEBS/A-column-canopy-air-turbulent-heat-diffusion-model

       圖1 發展的全球地表粗糙度估算方案(圖c,f)在森林下墊面的顯著改進

      圖2 利用發展的地表能量平衡模型和Terra、Aqua衛星數據獲取全球陸地的年蒸發總量

      圖3 EB能量平衡模型(f,l)對尼羅河灌溉區蒸散發的估算優于國際流行的蒸發產品  

      天信国际