近地表气温(Near-Surface Air Temperature,NSAT)和近地表气温直减率(Near-Surface Air Temperature Lapse Rate,NSATLR)是判断大气稳定性的重要指标,同时也是青藏高原等高山地区冰川、水文学、生态和气候学研究的重要参数。然而基...
详细信息
近地表气温(Near-Surface Air Temperature,NSAT)和近地表气温直减率(Near-Surface Air Temperature Lapse Rate,NSATLR)是判断大气稳定性的重要指标,同时也是青藏高原等高山地区冰川、水文学、生态和气候学研究的重要参数。然而基于遥感数据的NSAT与NSATLR研究还面临以下问题:青藏高原的气象观测站点稀少、分布不均匀且区域代表性尤显不足;受到青藏高原云雾和复杂地形的影响,遥感数据存在较多缺失;NSATLR无法由气象站点直接观测得到,缺乏有效的验证数据集等。针对以上问题,本文开展的主要研究工作如下:(1)估算了青藏高原86个气象站点处的近地表气温直减率(NSATLRin-situ)作为对比验证数据。基于青藏高原气象站点的实测数据,利用线性回归方法,严格控制估算过程中的输入数据,得到各个站点处的NSATLRin-situ。结果显示,青藏高原年均NSATLRin-situ的范围为0.44–9.09℃/km。(2)基于MODIS大气廓线产品MOD07_L2,提出了一种新的晴空NSAT与NSATLR估算方法。首先,基于MOD07_L2产品生产了青藏高原2010–2018年逐日5 km的MODIS NSAT数据集。基于站点实测数据的验证结果表明,其决定系数(R2)为0.92,均方根误差(RMSE)为2.66℃,平均偏差(MBE)为1.04℃。然后,基于MODIS NSAT和DEM数据,利用移动窗口和多个控制条件,逐像元估算得到青藏高原逐日5 km的MODIS NSATLR。与NSATLRin-situ的对比表明,在青藏高原东部MODIS NSATLR与NSATLRin-situ吻合得较好,RMSE为1.51℃/km,MBE为-0.78℃/km,在青藏高原南部两者差别较大。(3)提出了一种全天候较高时空分辨率NSAT估算方法。基于全天候地表温度产品TRIMS LST、站点实测数据和多个辅助变量,利用空间插值与随机森林方法,构建了全天候NSAT估算方法,并生成了青藏高原2010–2018年逐日5 km的TRIMS NSAT数据集。基于独立站点实测数据的验证结果表明,其R2为0.91,RMSE为2.55℃,MBE为-1.08℃。然后,利用TRIMS NSAT数据集生成了TRIMS NSATLR数据,与NSATLRin-situ的对比表明,青藏高原西部RMSE值较小,多年均值为1.32℃/km,系统偏差较小。本研究提出的NSAT与NSATLR估计方法为生态学、水文学和气候学等相关研究提供了支持。
暂无评论