基于GRACE陆地水储量估算土壤湿度变化——以中国东部季风区为例

摘要

为探究获取高精度土壤湿度变化数据的新方法,选取2005年1月至2012年12月为研究时段,利用GRACE重力卫星反演降尺度得到的空间分辨率为0.25°×0.25°的陆地水储量变化数据和GLDAS-NOAH陆面模式模拟的地表径流、积雪深以及实测地下水位等数据,基于水量平衡原理估算东部季风区6个主要流域的土壤湿度变化数据,反演深度范围可达0～200 mm.从时空相关性、均方根误差、趋势度等方面,与AMSR-E、ERA-Interim、MER-RA2、ASCAT、GLDAS-NOAH、GLDAS-Mosaic、GLDAS-Catchment共7种土壤湿度产品进行对比验证.结果表明:估算的土壤湿度变化数据优势明显,在珠江流域表现最好,与上述产品的皮尔逊相关系数分别为0.70、0.79、0.86、0.85、0.81、0.50和0.51;与 MERRA2、ASCAT、GLDAS-Catchment 的单变量 Moran's I较为相近,分别为0.67、0.80和0.74,且与其他产品的均方根误差均较小,大部分控制在0.25～0.30;各种产品的土壤湿度变化在黄河流域表现一致性较差,皮尔逊相关系数均在0.41以下,变化趋势也不尽相同.