黄河源区高时间分辨率土壤湿度产品的制作研究

土壤湿度是水文学和气象气候学中的一个重要参量。目前，利用卫星微波遥感获取较大范围表层土壤湿度的技术已日趋成熟，但这些数据时间分辨率较低，不能满足陆面过程研究和实际生产的需要。本项目拟采用前期降水估算土壤湿度模型，利用卫星微波遥感土壤湿度和卫星红外遥感降水产品，制作黄河源区具有较高估算精度、一定空间分辨率和较高时间分辨率的土壤湿度产品。首先，在黄河源区玛曲土壤温度湿度观测网络中增加降水观测，收集时空尺度上的土壤湿度和降水观测资料，并依此建立前期降水估算土壤湿度模型；进一步利用气象卫星遥感降水产品和前期降水估算土壤湿度模型，同化卫星微波遥感资料反演的土壤湿度，制作高时间分辨率的土壤湿度产品；最后，利用玛曲土壤温度湿度观测网络资料对估算的高时间分辨率土壤湿度产品进行验证。本项目研究结果可为黄河源区水资源和生态环境系统演变等研究提供数据支持，并拓展国产气象卫星产品的应用领域。

在本项目执行期间，项目组科研人员在黄河源区开展了陆面过程野外观测试验、数据统计分析和国际合作研究，利用野外观测数据对卫星遥感土壤湿度估算结果进行了验证，分析了卫星遥感土壤湿度模型估算结果的可靠性和误差来源，揭示了黄河源区表层土壤温度和湿度的时空变化规律。在黄河源区高时间分辨率土壤湿度产品的制作研究中取得了较好的研究进展和阶段性的成果。具体包括：1）收集了黄河源区和黄土高原地区的土壤湿度观测数据；2）建立了麻多黄河源头地区陆面过程观测试验站；3）设计了土壤湿度野外观测数据质量控制方案并构建了土壤湿度观测资料集的基本框架；4）发展了利用前期降水数据估算高时空分辨率土壤湿度模型；5）建立了黄河源区降水区域观测站网；6）发展了土壤有效温度算法模型。借助本项目经费支持，科研人员多次参加该研究领域的国内和国际学术交流研讨会，也邀请国外该领域的知名专家来课题组进行学术交流访问，整体提高了项目组科研人员的科研水平和国际学术交流能力。本项目已经培养毕业硕士学位研究生3名，博士学位研究生3名，与荷兰屯特大学联合培养毕业博士学位研究生2名。项目整体实现了预期的目标，完成了项目申请书中计划的研究任务。