青藏高原地气感热和潜热通量的气象观测和卫星遥感研究

Surface sensible and latent heat fluxes are the core parameters of the land-atmosphere coupling system over the Tibetan Plateau. With these fluxes, Tibetan Plateau may influence regional and global climate change. Therefore, an accurate estimate of the sensible and latent heat fluxes is essential to understand the impact of Tibetan Plateau on regional and global climate change. However, our knowledge about temporal and spatial variability of the sensible and latent heat fluxes over the complex terrain of Tibetan Plateau is still premature. This project proposes to develop methods to estimate daily mean sensible and latent fluxes by combining satellite remote sensing data and conventional meteorological observations. A data fusion method to merge satellite retrievals and meteorological observations will be developed too. The derived temporal and spatial variation of sensible and latent heat fluxes will help to understand the land-atmosphere coupling system and its processes in it. This project will also provide basic data to further understand the impact of Tibetan Plateau on regional and global climate change and atmospheric circulations.

地气感热和潜热通量是青藏高原地-气耦合系统的核心参量，要弄清青藏高原对区域和全球气候变化的影响，必须首先清楚地认识青藏高原的热状况。然而目前仍然缺乏对青藏高原复杂地形和地表特征的地气感热和潜热通量长期时空变化的有效估计。本项目的研究目标是开发适合青藏高原的地气感热和潜热通量的计算方法，发展卫星遥感-地面观测系统综合分析技术，结合常规气象观测和易获取的卫星资料估计青藏高原日平均地气感热和潜热通量的时空变化，理解青藏高原区域地-气耦合过程，为研究青藏高原热力作用对区域和全球大气环流和气候变化的影响提供基础数据。

本项目的核心任务是结合气象观测和卫星遥感资料估计青藏高原的地气感热和潜热通量的时空变化。算法研发、输入数据和验证数据的构建是完成该项目的关键。本项目在关键内容上取得重要突破，检验了原有陆地潜热通量估计方法，发展了新的估计地气感热和蒸发比的算法，评估了中国地区地表太阳辐射等数据的精度，在此基础上计算了中国及青藏高原地区时空连续的感热和潜热通量，为理解青藏高原地气感热和潜热时空变异特征提供了基础数据。我们发现中国地区地表太阳辐射直接观测在评估长期变化时有重要误差；利用陆地水量平衡公式估计陆地蒸散（潜热通量）的长期变化时，需要考虑陆地水储量的变化，这在青藏高原具有重要意义，因为高原湖泊面积和储水量在最近几十年有明显增加。研究结果对加强感热通量算法及其长期变化趋势的研究，理解青藏高原地气感热和潜热通量交换的特征及其对中国和东亚地区天气和气候的影响具有重要意义。. 在项目资助下，发表国际SCI期刊论文20篇，其中第一/第二标注论文5篇。支持2名博士研究生分别在美国德克萨斯大学奥斯汀分校和马里兰大学帕克分校为期18个月的访问学习。课题负责人带领8名研究生共19人次出国参加美国地球物理学协会（AGU）年会和欧洲地球物理学协会（EGU）年会进行学术交流。项目负责人在项目执行期间获得国家杰出青年科学基金的资助，并获得中共中央组织部、人力资源社会保障部、中国科学技术协会联合颁发的第十四届中国青年科技奖。出站博士后1名，毕业博士1名、硕士3名。