6套格点土壤水分数据集在内蒙古自治区的适用性评价

摘要

[目的]评价6套多源格点土壤水分数据的适用性,为内蒙古地区陆—气耦合研究、干旱监测和气候变化背景下陆地水资源监测等提供科学的土壤水分精度信息和选择依据。[方法]以内蒙古地区2016—2020年5—9月63个气象台站逐旬0—10 cm土壤水分监测资料为基础,以相关系数、平均绝对误差和均方根误差为指标,系统评价了土壤水分主被动探测计划(SMAP)、欧洲航天局气候变化倡议(ESA)、中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)、欧洲中期天气预报中心第5代ERA5和ERA5Land以及美国全球陆面数据同化系统NOAH等6套格点土壤水分资料在内蒙古的精度和时空变化。[结果]①6套格点土壤水分资料均可以较好地再现内蒙古土壤水分“东湿西干”的空间分布特征,SMAP在空间上与观测数据吻合最好,其余五套资料普遍高估了土壤水分。②从内蒙古及其3个气候分区土壤水分的时间序列统计特征来看,6套土壤水分格点数据较好地表现出了观测土壤水分的时间变化趋势,除了SMAP与实测最为接近外,其余五套数据在内蒙古自治区、区内半湿润区和半干旱区普遍偏湿,且ERA5和ERA5Land高估较多,在区内干旱区,SMAP,ERA5和ERA5Land与观测更为接近。③6套格点土壤水分资料在内蒙古及其3个分区均与观测值具有极显著的相关系数,SMAP,ESA,CLDAS,ERA5和ERA 5Land数据与实测数据的相关性明显优于NOAH,SMAP数据的平均绝对误差和均方根误差显著小于其他5套数据集。[结论]格点6套土壤水分数据在内蒙古的适用性各异,SMAP数据质量总体上较其他五套资料最优,适用性最好,ESA数据其次,NOAH数据相对最差。