耦合MODIS数据的SMAP被动微波土壤水分空间降尺度研究——以闪电河流域为例

土壤水分不仅是陆面过程中重要的变量,同时也是全球水循环中的关键参数。为了获得高分辨率的土壤水分数据,本文将基于自适应窗口的土壤水分降尺度方法应用在闪电河流域,以1 km MODIS产品(地表温度和归一化植被指数)作为辅助数据,对9 km的SMAP被动微波土壤水分(SMAP土壤水分)数据进行降尺度,得到研究区1 km的降尺度土壤水分数据。利用地面站点实测土壤水分和机载被动微波土壤水分(机载土壤水分)对降尺度土壤水分和SMAP土壤水分进行了验证,并对辅助数据和降尺度方法本身展开分析以探讨降尺度过程中的不确定性来源。结果表明:(1)本文使用的基于自适应窗口的土壤水分降尺度方法能够有效地提高SMAP土壤水分的空间分辨率,在进一步丰富土壤水分分布细节变化信息的同时,还能够保留SMAP土壤水分的空间变化特征并与其保持值域一致。(2) 3种基于像元尺度的土壤水分数据(机载土壤水分、SMAP土壤水分和降尺度土壤水分)与站点实测土壤水分之间的相关性并不高,这主要与点、面数据之间的空间匹配不一致、空间代表性不同以及有效验证的数据量有限有关。而与站点数据验证相比,降尺度土壤水分和SMAP土壤水分均和机载土壤水分数据相关性较好。(3) SMAP土壤水分与辅助数据之间的相关性比机载土壤水分与辅助数据之间的较高,而这两种土壤水分数据之间存在的这种偏差主要受到空间尺度、观测配置、参数反演算法和选用的辅助数据等因素的影响。(4)针对验证结果的不确定性,通过增加辅助数据或改变土壤水分估算模型结构进而修改降尺度模型的方式在本研究中并不能显著提高降尺度结果的精度,如何进一步提高降尺度精度仍是未来需要研究的重点。     

基于 GF-3 的 2020 年鄱阳湖洪水动态监测与影响评价

选用高分三号雷达遥感影像对鄱阳湖洪水进行了动态监测和影响评价,结果表明2020年洪水范围为近22年来最大,仅次于1998年,淹没土地以林草地为主,受淹耕地和房屋的面积、比例均较1998年偏少,一定程度上反应了长江流域、鄱阳湖流域水旱灾害防御能力的提升成效,为全面评估鄱阳湖洪水影响提供了新方法。     

闪电河流域水循环和能量平衡遥感综合试验

遥感试验是进行遥感原理的验证、遥感模型与反演方法的发展、遥感产品的真实性检验,推动卫星计划的论证实施及其观测在地球系统科学中应用的重要途径。闪电河流域水循环和能量平衡遥感综合试验以滦河上游闪电河流域为核心试验区,以地球表层系统的水循环过程和能量平衡为研究对象,旨在通过天—空—地一体化的观测手段,针对不同典型地表类型开展全波段主被动协同遥感观测,研究异质地表和山地条件下像元尺度遥感关键参量的观测方案,研究重要水热参量的遥感方法及其同陆面/水文过程模型的结合,支撑国家民用空间基础设施和空间科学先导专项相关卫星计划的论证实施。其中,航空飞行遥感试验搭载L波段主被动一体化微波载荷、双角度热红外相机、四波段多光谱相机和高光谱成像仪进行协同观测,实现了土壤水分、组分温度、植被含水量、叶面积指数等地表参数以及湖泊、水库、湿地等的遥感监测;地面同步观测试验利用车载微波辐射计、地基雷达和光谱仪进行了典型地物如裸土、植被、水体、人工目标等的遥感观测,并按照样区—样方—样点的多尺度嵌套方案进行了地表参数的同步采样,获取了该地区关键地表参数的短时期时空变化特征;同时配合卫星和机载观测,在闪电河流域完成了土壤温湿度、地表水热通量、地表辐射四分量、降水等气象要素的地面观测网络的建设,为验证地表辐射/散射遥感模型,发展、优化和验证水热参量遥感反演算法,研究地表水热参量尺度效应与尺度转化问题提供了重要平台,将促进陆表能量与水分交换过程的理解及其对全球变化的作用和反馈机制的研究。     

拉丁美洲主要国家碳中和状况分析及对我国的启示

巴西、墨西哥、阿根廷和智利4个拉美国家社会经济发展与我国处于相似阶段,分析其碳排放特征、评估其碳中和政策的成效,对我国碳中和实现路径的探索具有借鉴意义。该文利用拉美4国的化石燃料碳排放、陆地碳收支等数据,分析其1990—2016年碳排放及陆地生态系统碳收支特征及驱动因素;系统梳理拉美4国长期减排目标相关政策规划,采用情景分析方法评估各国2017—2050年的减排成效和碳中和状况。研究表明：(1)经济增长和人口膨胀是驱动拉美4国碳排放量上升的主要原因,但墨西哥、阿根廷和智利的能源强度变化一定程度上抑制了碳排放量增加;陆地生态系统碳收支主要受毁林活动强度和森林碳汇功能影响,巴西、阿根廷因毁林活动较强远离碳中和目标,但墨西哥和智利的陆地生态系统能吸收部分化石燃料碳排放,其中智利大致接近碳中和状态。(2)情景预测结果显示,现有政策规划可实现巴西2025年和2030年阶段性目标、阿根廷2030年阶段性目标以及智利2050年碳中和目标,可使巴西基本接近2050年碳中和目标,但在实现阿根廷2050年碳中和目标以及墨西哥各阶段性目标上存在困难。基于研究结果提出我国在碳中和实现路径和方案探索中,应注重推...