西北山区不同植被类型上土壤水分产品SMOS 和 SMAP 的评估

来源：中国科学地球科学

对气候、水文等相关研究而言，大尺度遥感土壤水分产品的适用性评估很重要。在干旱半干旱地区，土壤水分是控制陆面-大气水汽循环的重要因子，开展相关研究更为重要。

兰州大学张兰慧和贺缠生等人基于祁连山区黑河上游实测土壤水分网络(the Upstream of the Heihe River Watershed in situ Soil Moisture Network, UHRWSMN)和生态水文传感网络(Ecological and Hydrological Wireless Sensor Network, EHWSN)的实测土壤水分数据，评估了SMOS(L2)和SMAP (L2_P_E、L2_P)土壤水分产品在西北山区的适用性。该项研究成果发表在《中国科学：地球科学》(英文版)。

由于亮温在山区的估算存在较大的不确定性，并且SMOS和SMAP均低估了研究区的有效温度，故而SMOS L2产品和两个SMAP L2产品估算的土壤水分数据在研究区均呈现出了“干偏差”。与SMOS相比，SMAP以固定角度进行观测，可得到更准确的亮温数据；SMAP采用的参数(单散射反照率和光学深度)也更为合理，故而SMAP土壤水分产品精度高于SMOS。此外，在土壤水分产品评估中，站点代表性比站点密度更为重要。

SMOS、SMAP土壤水分产品和站点观测值的流域逐日均值对比

 (a) 黑河上游干流；(b) 八宝河流域

基于以上结论，提升SMOS和SMAP产品在山区适用性的建议如下：

(1) 更准确地估算有效温度；

(2) 改进SMOS的反演算法以降低地形影响；

(3) 选择有代表性的站点观测对土壤水分产品进行评估。

出版信息

Zhang L, He C, Zhang M, Zhu Y. 2019. Evaluation of the SMOS and SMAP soil moisture products under different vegetation types against two sparse in situ networks over arid mountainous watersheds, Northwest China. Science China Earth Sciences, 62(4): 703–718