近日，我院大气专业李锐教授和王雨教授团队在卫星遥感反演地表蒸散发评估方面取得重要进展，相关研究成果以“Evaluations of MODIS and microwave based satellite evapotranspiration products under varied cloud conditions over East Asia forests”发表在遥感领域国际知名期刊《Remote Sensing of Environment》（简称RSE）。RSE是遥感领域最顶级的SCI学术期刊，在全球同类期刊中长期排名第一，其2021年最新Impact Factor=10.16，CiteScore=17.6。本文第一作者为大气专业王怿璞博士，李锐教授为共同第一作者，王雨教授为通讯作者。该研究受到国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划课题、国家自然科学基金贝尔蒙特论坛国际合作项目等重大项目，以及中央高校基本业务费的资助。

地表蒸散发（ET）是陆地水能循环最重要的环节。卫星遥感是反演大尺度陆地ET所不可替代的重要方法。基于MODIS光学观测的MOD16 ET（MOD-ET）是目前应用最为广泛的ET产品。但由于云对卫星光学信号的影响，MOD-ET 在不同云况下的反演存在不确定性，且这种不确定性仍未得到评估。相比之下，微波对云具有穿透能力，且在森林地区不易饱和，因此可能更加适用于不同云况下森林的ET反演。我们自主发展的微波EDVI-ET算法已经被证明能够稳定应用于有云天气。

本研究利用东亚区域AsiaFlux和ChinaFLUX的16 个森林通量站点，结合MODIS植被指数（LAI/FPAR），反照率（albedo）以及云覆盖度（Frc）观测，首次系统评估了森林的MOD-ET和EDVI-ET在动态云况下的表现。结果表明，森林MOD-ET普遍被高估，且准确性在不同云况下变化较大：在晴空时，MOD-ET的高估达最大（>30%）；而少云天气下，MOD-ET偏差减小（10%-20%），精度提升；但在中等和多云下，MOD-ET的精度普遍降低，高估增加。相比之下，EDVI-ET在相似云况下表现更为稳定，偏差较小（<13%）。综合泰勒得分较高（0.84）（图1）。

图1：MOD-ET（蓝色）和EDVI-ET（红色）在不同云况下的精度表现。

进一步调查发现，MOD-ET在四个热带沿海森林的高估最为明显，尤其是在晴空条件。案例分析表明：晴空下MODIS LAI/FPAR产品显著被高估，这直接导致森林冠层导度的高估，因此主导了MOD-ET在晴空的高估。但在连续有云覆盖时期，云少量增加减少了MODIS LAI/FPAR ，而增加了albedo反演值，这使得MOD-ET被高估的量级降低，精度提升；但更多云量增加会一方面减小albedo，同时增加全天短波辐射数据的不确定性，从而使得MOD-ET的精度开始降低，偏差增大（图2）。本研究强调了云对ET定量估算的重要性，是对当前卫星反演评估蒸散发的有力补充。

图2：不同MODIS输入引起的MOD-ET偏差变化在变化云况下的表现

参考文献：

Wang, YP.⁺, Li, R.⁺, Hu J. Wang, X; Kabeja, C.; Min, Q, Wang Y*. (2021). Evaluations of MODIS and Microwave based Satellite Evapotranspiration Products under Varied Cloud Conditions over East Asia Forests. Remote Sensing of Environment,264,112606.

文章链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425721003266?via%3Dihub