基于多源多尺度遥感信息同化的若尔盖高原地表水热通量反演方法研究

Land surface water and heat fluxes are the key objects in terrestrial ecosystem study. They play important roles in climate change, hydrological and ecological processes. Targeting on the Zoige plateau with fragile ecological environment, this project aims to analyze the spatial and temporal variation of surface water and heat fluxes by coupling multi-source and multi-scale remote sensing with land surface model simulation. Based on the correlation for surface soil moisture against land surface temperature and vegetation index, a downscaling method is firstly proposed to disaggregate coarse resolution microwave soil moisture product to higher spatial resolution with optical remote sensing data. Then, under the support of atmospheric forcing data and the parameterization of Zoige plateau, the downscaled soil moisture combined with land surface temperature are imported into the land surface model simulation process by using data assimilation method. A joint data assimilation scheme is constructed to improve the time series estimation of the water and heat fluxes in the study area. he internal mechanism of the dynamic change of water and heat fluxes in Zoige plateau is analyzed finally according to the land use data, hydrological data and atmospheric data. In generally, the implementation of this project will enrich the data assimilation methods, and accelerate the research of ecology, climate and hydrology in Zoige plateau.

地表水热通量是陆地生态系统的重要研究对象之一，对气候变化、水文及生态过程等起着十分重要的作用。本项目选择生态环境十分脆弱的若尔盖高原为研究对象，围绕其地表水热通量时空动态监测开展研究。首先，项目从综合利用多源多尺度遥感信息的角度出发，采用热红外地表温度和微波土壤水分遥感数据，基于已有的研究结果，根据土壤水分与地表温度和植被指数的相关性特征，将微波土壤水分数据与高空间分辨率的光学影像数据相结合，建立微波土壤水分数据的降尺度方法，实现土壤水分数据与地表温度数据的空间尺度匹配；其次，在外部大气强迫数据和地表土壤植被参数的辅助下，构建耦合土壤水分数据和地表温度数据的地表水热通量陆面过程模型数据同化方案，最终实现若尔盖高原高空间分辨率地表水热通量时空动态监测，并结合土地利用及水文气象资料分析其动态变化的内在机制。本研究成果将进一步丰富数据同化方法，为若尔盖高原生态、气象、水文等研究提供科学保障。

地表水热通量是陆地生态系统的重要研究对象之一，对气候变化、水文及生态过程等起着十分重要的作用。本项目选择生态环境十分脆弱的若尔盖高原为研究对象，围绕其地表水热通量时空动态监测开展研究。首先，项目从综合利用多源多尺度遥感信息的角度出发，采用热红外地表温度和微波土壤水分遥感数据，基于已有的研究结果，根据土壤水分与地表温度和植被指数的相关性特征，将微波土壤水分数据与高空间分辨率的光学影像数据相结合，建立微波土壤水分数据的降尺度方法，实现土壤水分数据与地表温度数据的空间尺度匹配；其次，在外部大气强迫数据和地表土壤植被参数的辅助下，构建耦合土壤水分数据和地表温度数据的地表水热通量遥感监测方法，最终实现若尔盖高原高空间分辨率地表水热通量时空动态监测。本研究成果构建了面向若尔盖典型湿地生态系统的遥感监测方法，为若尔盖高原生态、气象、水文等研究提供科学保障。