基于GOES数据和弱约束变分的地表水热通量估算

• 作者: 刘翔舸 徐同仁 王鹏新 秦军 黄健熙
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 工学
• 关键词: 地表水热通量 弱约束四维变分 地球静止业务环境卫星 地表温度反演 近地表陆面过程模式 数据同化
• 年，卷（期）: 2014,（1）
• 所属期刊栏目: 农业自动化与环境控制
• 页码范围: 236-245
• 分类号: TP79
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.01.037

摘要

基于弱约束的四维变分方法和陆面过程模式发展了一个地表温度的陆面数据同化系统.本文反演了地球静止业务环境卫星(Geostationary operational environmental satellite,GOES)的地表温度,并将反演的地表温度同化入陆面过程模式,改进陆面过程模式中地表水热通量的估算精度.以弱约束的变分方法通过在代价函数中增加弱约束项代替陆面过程模式动力方程组中存在的模式误差,构建新的代价函数并对其优化,从而改善模式中显热与潜热的估算精度.将GOES地表温度与实测地表温度进行比较,其均方根误差(RMSE)作为试验中的观测误差.选择美国通量网AmeriFlux中2个主要农业站点的气象和通量数据作为试验数据,对同化系统进行驱动和验证.结果表明同化后的地表温度、潜/显热估算精度均有提高.其中,各站地表温度RMSE平均仅为1K,显热通量平均RMSE下降22 W/m2,潜热通量平均RMSE下降26 W/m2.因此结合陆面过程模式的弱约束变分方法同化GOES反演温度产品估算近地表水热通量的方法是有效且可行的.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王鹏新	中国农业大学信息与电气工程学院	88	1238	19.0	31.0
2	黄健熙	中国农业大学信息与电气工程学院	43	474	13.0	20.0
3	秦军	中国科学院青藏高原研究所	6	56	3.0	6.0
4	刘翔舸	中国农业大学信息与电气工程学院	6	52	4.0	6.0
5	徐同仁	北京师范大学遥感科学国家重点实验室	6	136	5.0	6.0