基于CLDAS同化FY3C/MWRI土壤湿度的研究

发布时间：2023-04-16 15:23

　　土壤湿度是陆地表面重要的参量,对气候预测和天气预报具有重要作用。陆面水文过程模式和卫星遥感都可以获取大面积的土壤湿度,数据同化技术可以结合模式模拟和遥感的优点,改进土壤湿度的模拟效果。但是以往的研究忽略了遥感观测瞬时性在偏差订正方面的影响,且过分注重用同化提高模拟精度,而忽略了遥感观测带有的真实信息。针对这两个问题,本文用多种时间策略进行偏差订正,将FY3C/MWRI土壤湿度产品同化到CLDAS中,并利用同化结果对陆面模式未考虑的灌溉过程进行了检测。得到的主要结论有:1)基于三种时间匹配策略计算Noah-MP陆面模式的CDF,Noah-MP和MWRI/VSM的匹配程度提高后,中国西部和北部大片区域模式CDF曲线发生变化,整个中国地区精准匹配策略计算的模式CDF的M_cdf比全时段策略减少了约0.024。2)在站点位置上同化减少了精度高的站点数量,但是增加了精度中等的站点数量,这是由于MWRI/VSM精度相对较低导致的。3)仅考虑MWRI/VSM和地面观测土壤湿度显著正相关的站点时,同化实验中精准匹配策略偏差订正的同化实验表层土壤湿度相关系数最高。在Noah-MP模式...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 微波遥感获取土壤湿度
        1.2.2 陆面过程模式
        1.2.3 陆面数据同化算法
        1.2.4 同化遥感反演土壤湿度
    1.3 论文主要内容
第二章 资料与方法介绍
    2.1 研究数据
        2.1.1 FY3C的 MWRI/VSM土壤湿度
        2.1.2 CLDAS V2.0 大气驱动及地理数据
        2.1.3 站点观测土壤湿度
    2.2 研究方法
        2.2.1 CDF偏差订正
        2.2.2 EnKF同化算法
        2.2.3 Noah-MP陆面模式
    2.3 评估和评价指标
    2.4 土壤湿度同化实验和应用设计
第三章 MWRI/VSM的质量控制和偏差订正
    3.1 MWRI/VSM的质量控制
        3.1.1 质量控制降水的影响
        3.1.2 质量控制复杂地形的影响
        3.1.3 质量控制高植被的影响
        3.1.4 质量控制积雪和冻土的影响
        3.1.5 质量控制结果的对比
    3.2 不同时间策略的CDF订正
        3.2.1 传统的全时段策略
        3.2.2 太阳同步轨道卫星的地方时策略
        3.2.3 与遥感观测匹配的精准匹配策略
        3.2.4 不同时间策略模式CDF参数的对比
    3.3 本章小结
第四章 Noah-MP同化MWRI/VSM土壤湿度
    4.1 Noah-MP和 MWRI土壤湿度的误差分析
        4.1.1 误差的时间特征
        4.1.2 误差的空间特征
    4.2 Noah-MP集合扰动
        4.2.1 扰动方案
        4.2.2 最佳扰动集合数
        4.2.3 集合spread随时间的变化
    4.3 同化MWRI/VSM土壤湿度
        4.3.1 土壤湿度误差在空间上的分布
        4.3.2 土壤湿度误差在时间上的分布
    4.4 模式精度对同化的影响
    4.5 本章小结
第五章 基于同化的灌溉事件检测
    5.1 使用K-S检验同化MWRI/VSM对土壤湿度的改变量
    5.2 灌溉事件检测
    5.3 典型灌溉地区的分析——湖北为例
    5.4 本章小结
第六章 结论和展望
    6.1 主要结论
    6.2 创新点
    6.3 不足和展望
        6.3.1 不足和问题
        6.3.2 展望
参考文献
中英文名词对照表
致谢
作者简介



本文编号：3791513