全球微波陆表发射率产品质量评估及优化

全球微波陆表发射率(MLSE)地图集是目前卫星资料同化观测算子中的重要初猜值或模拟值,但由于缺乏“真实”的观测MLSE,已有的基于多种微波传感器制作的全球MLSE产品质量可靠性未知,而且还缺少1套质量较好频率覆盖范围较宽的全球MLSE数据集。选择大气快速辐射传输模型(RTTOV)中使用的3套MLSE地图集(SSMI/S、AMSU-A/B、ATMS)、TELSEM2工具背景数据集、2套AMSR-E数据集(AMSR-E1和AMSR-E2)和1套FY-3D数据集,基于统计分析技术开展7套MLSE产品的全球时、空一致性评估,并选择6种典型土地覆盖类型开展各产品MLSE随土地覆盖类型和频率变化一致性评估,并在MLSE产品优选的基础上对TELSEM2发射率产品进行优化,新建1套频率为6.925—150.0 GHz的全球MLSE数据集(CoTELSEM2)。研究结果显示:AMSR-E2几乎不可用,AMSR-E1、TELSEM2、SSMI/S、AMSU-A/B、ATMS、FY-3D月MLSE之间具有较好的时、空一致性,平均空间相关系数为0.887—0.928,其中TELSEM2最高(0.928),FY-3D略低(0.914);平均绝对偏差为0.031—0.041,其中TELSEM2最低(0.031),FY-3D最高(0.041);传感器相同扫描方式较不同扫描方式的空间一致性更好,圆锥和跨轨扫描方式分别以TELSEM2和AMSU-A表现更好;ATMS的51.7 GHz MLSE存在系统性高估,AMSR-E1和FY-3D的23.8、89.0 GHz MLSE在高植被覆盖地区也存在系统性高估,而FY-3D MLSE则存在一些明显偏高或偏低问题。总体上,TELSEM2和AMSU-A/B的质量可靠性较高,FY-3D质量可靠性较差。新的CoTELSEM2发射率产品具有较好的时、空一致性和频率依赖一致性,且全球MLSE的季节变化不确定性存在明显的土地覆盖类型依赖特征。