Evaluation of the accuracy and response to recorded irrigation events of remote sensing and reanalysis soil moisture products in a typical irrigation district
Rui Zhu · Yu Li · Jiawei Lv 等 6 人
评估七种遥感与再分析土壤湿度产品在典型灌区的精度及对灌溉事件的响应。
用自动气象站与农业气象站两套实测网络，对比七种微波/再分析产品。
ESA CCI Passive对灌溉日响应最灵敏，ERA5-Land适合连续监测，降水控制影响响应判
可针对灌溉事件构建降水控制下的阈值自适应土壤湿度响应检测方法，提升灌区遥感监测可靠性。
基于华北平原实测网络的七种土壤水分产品评估，为灌溉监测产品选型提供实证依据，专业价值较高但属细分领域研究。
土壤水分（SM）在陆气水循环和农业水资源管理中起着至关重要的作用。然而，主流SM产品在典型灌区的适用性仍缺乏充分评估。本研究利用两套原位SM观测网络——自动气象站网络（AMS）和农业气象实验站网络（AES），综合评估了七种微波和再分析SM产品在华北平原的精度及与灌溉相关的响应特征。结果表明：（1）基于AES的评估总体上显示出比基于AMS的评估更高的整体相关性（R = 0.58）和更小的误差（R = 0.54）。然而，当限定于共同观测日期时，基于AES的评估中相关系数下降，而偏差接近于零。（2）在不同监测目标下，所评估产品之间存在显著差异。ERA5-Land再分析产品在连续SM监测中表现最佳，而欧洲空间局气候变化倡议（ESA CCI）被动产品在记录灌溉日与原位观测的相关系数最高（R = 0.69），无偏均方根误差最低（ubRMSE = 0.043 m³ m⁻³），并在降水控制条件下表现出相对明显的SM正响应，表明其对短期灌溉相关增湿具有更高的敏感性。（3）严格的降水控制显著影响了对灌溉相关响应的解释。当利用站点观测和模型降水强迫控制降水时，ERA5-Land和GLDAS-Noah几乎未表现出系统性正变化，而基于阈值的检测概率（POD）随所选SM响应阈值的变化而显著变化。这些发现表明，产品适用性取决于监测目标，且在将SM产品用于灌溉相关应用时，应明确考虑降水归因和阈值敏感性。