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水 利 学 报

２０２３年 １月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５４卷 第 １期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２３）０１ － ０１１７ － １１

遥感和再分析蒸散发数据精度评估：基于 ＧＲＡＣＥ和

流域月水量平衡模型的比较研究

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云兆得 ，胡庆芳 １，２ ，王银堂 １，２ ，吴海燕 ，王磊之 ，商守卫 １
（１．南京水利科学研究院 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏 南京 ２１００２９；
２．长江保护与绿色发展研究院，江苏 南京 ２１００９８；３．湖州市水利局，浙江 湖州 ３１３０００）

摘要：采用 ＧＲＡＣＥ陆地水储量变化数据和两参数月水量平衡模型（ＷＢＭ－ ＤＰ）分别构建了流域实际蒸散发月序列
ＥＴ 和 ＥＴ ，以此为基准评价了两种遥感蒸散发数据 ＭＯＤ１６、ＳＳＥｂｏｐ和一种大气再分析蒸散发数据 ＧＬＤＡＳ －
ＧＲＡＣＥ ＷＢＭ
Ｎｏａｈ 在汉江流域上游的性能，解析了基准序列不同对蒸散发数据精度的影响。结果表明，ＧＲＡＣＥ数据和 ＷＢＭ－
ＤＰ得到的 ２００６—２０１４年汉江流域上游蒸散发基准序列在年尺度上较接近，但在月尺度上差异明显。ＷＢＭ－ ＤＰ可
较好地模拟降水和潜在 蒸 散 发 作 用 下 流 域 水 储 量 的 季 节 性 变 化 特 征，构 建 的 蒸 散 发 基 准 序 列 也 更 合 理；而
ＧＲＡＣＥ数据反映的流域水储量变化存在不合理现象，由此根据水量平衡方程推算的月蒸散发基准序列也具有异
常现象。在月尺度上，基准序列的不同会导致蒸散发数据精度指标的非一致性变化，其精度评估结果也可能不
同，在非汛期各月，以 ＥＴ 为基准时，ＭＯＤ１６综合精度最优；而以 ＥＴ 为基准时，ＳＳＥｂｏｐ最优。且相对于
ＷＢＭ ＧＲＡＣＥ
ＥＴ ，以 ＥＴ 为基准时，ＭＯＤ１６、Ｎｏａｈ和 ＳＳＥｂｏｐ的定量精度差异更加显著。本文深化了对 ＧＲＡＣＥ数据适用
ＧＲＡＣＥ ＷＢＭ
性的认识，可为卫星遥感和大气再分析蒸散发数据的精度评价和数据优选提供参考。
关键词：ＧＲＡＣＥ；水量平衡模型；遥感蒸散发；大气再分析
中图分类号：Ｐ４０７；Ｐ４２６．２
文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２２０３９１

１ 研究背景

地表蒸散发（Ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ，ＥＴ）是指水分以蒸发和蒸腾方式散失到大气中的过程，是大气圈、
水圈和生物圈水分和能量交换的基本过程之一，是水循环过程的重要组成部分。准确估算蒸散发对于
认识全球或流域水分、能量平衡关系至关重要，也是流域水资源管理、干旱监测评价和生态保护修复
等一系列工作的重要基础 ［１ － ３］ 。闪烁仪、蒸渗仪、涡动相关系统和通量站等传统观测方式 ［４］ 可较准确
提供点尺度蒸散发信息，但无法有效获取区域蒸散发空间分布。近 ２０年来，遥感蒸散发反演技术获
得很大进展，使得流域空间化蒸散发数据的获取成为可能。基于不同反演模型和算法，国内外已研制
了一系列长时序遥感蒸散发格网数据集，如基于 Ｐｅｎｍａｎ － Ｍｏｎｉｅｔｈ（ＰＭ）模型的 ＭＯＤ１６数据（Ｍｏｄｅｒａｔｅ
［５］
ＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎＩｍａｇｉｎｇＳｐｅｃｔｒｏｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ１６ ） ，基于 Ｐｒｉｅｓｔｌｅｙ － Ｔａｙｌｏｒ模型（ＰＴ）的 ＧＬＥＡＭ（ｔｈｅＧｌｏｂａｌＬａｎｄ
［６］
ＥｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎＡｍｓｔｅｒｄａｍＭｏｄｅｌ ） 和基于地表能量平衡模型的 ＳＳＥｂｏｐ（ＳｉｍｐｌｉｆｉｅｄＳｕｒｆａｃｅＥｎｅｒｇｙＢａｌ
［８］
［７］
ａｎｃｅＭｏｄｅｌ ） 等等。同时，ＧＬＤＡＳ（ＧｌｏｂａｌＬａｎｄＤａｔａＡｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ） 和 ＣＬＤＡＳ（ＣｈｉｎａＬａｎｄＤａｔａ
［９］
ＡｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ ） 等陆面数据同化系统通过融合卫星遥感和地面观测资料，也提供了网格化的地
表蒸散发再分析数据。

收稿日期：２０２２ － ０５ － １８；网络首发日期：２０２２ － １２ － １６
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２２１２１６．０９２９．００１．ｈｔｍｌ
基金项目：国家自然科学基金面上项目（５１４７９１１８）；国家重点研发计划课题（２０１９ＹＦＣ０４０８９０３）
作者简介：云兆得（ １９９６ － ），硕士，助理工程师，主要从事遥感水文研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｚｄ＿ｙｕｎ＠ｆｏｘｍａｉｌ．ｃｏｍ
通讯作者：胡庆芳（１９８１ － ），博士，正高级工程师，主要从事水文预报与水资源规划研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｈｑｆ＿ｗｏｒｋ＠１６３．ｃｏｍ
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