天津市水資源與水環境重點實驗室教師商沙沙博士在Climate Dynamics上發表了題為“Global estimation of terrestrial evapotranspiration based on the atmospheric water balance approach”的學術論文。該研究利用多套再分析數據和降水數據基于大氣水量平衡估算了1980-2020年全球陸地蒸散發。
陸地蒸散發是地表和大氣間能量和水分交換的主要過程，精確估算蒸散發對于深化對全球水循環的認識，增進對陸-氣相互作用的理解至關重要。從區域尺度到全球尺度的蒸散發估算依賴于陸面模型、遙感模型等自下而上的蒸散發模型，然而，模型輸入數據的不確定性、驅動數據空間不匹配等問題導致蒸散發模擬存在很大不確定性。相比之下，自上而下的水量平衡方法，包括陸地水量平衡法（TWB）和大氣水量平衡法（AWB），為區域尺度蒸散發的估算提供了一個簡單的工具。其中，陸地水量平衡法估算蒸散發局限于有徑流觀測的流域尺度，而大氣水量平衡法則沒有這種限制，可以實現全球任何區域陸地蒸散發的估算，但其精度如何，目前還不得而知。
利用團隊前期建立的全球流域尺度水量平衡蒸散發數據集，研究人員系統評估了大氣水量平衡法估算全球陸地蒸散發的精度。結果表明，基于歐洲中尺度天氣預報中心的ERA5再分析數據得到的大氣水汽輻合和大氣水汽含量變化和四種全球降水數據計算得到的蒸散發精度遠高于基于日本氣象廳的JRA55和美國宇航局的MERRA2再分析數據計算得到的結果。JRA55和MERRA2得到的結果普遍高估陸地蒸散發，特別是在高緯度地區，這可能是由于ERA5表達的風速和比濕的精度更高，從而計算的大氣水汽輻合更加合理。
不同再分析資料的大氣水汽輻合和大氣水汽含量和降水數據驅動的大氣水量平衡估算的全球陸地蒸散發精度評估
在精度方面，大氣水量平衡法估算的蒸散發幅度與目前主流的全球蒸散發產品相當；然而，大氣水量平衡法在表達蒸散發趨勢方面尚存在一定挑戰。
基于大氣水量平衡的全球陸地蒸散發多年均值空間分布（單位：mm year-1）
該工作由天津師范大學、中國科學院地理科學與資源研究所、中山大學、浙江師范大學、伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的科研人員合作完成。我校天津市水資源與水環境重點實驗室為第一單位，教師商沙沙博士為第一作者，研究得到了國家自然科學基金面上項目（No. 42271029、42171019）等項目的資助。
論文鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-024-07536-0
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