Water Resour. Res.|通过多产品比对和评估协调全球陆地蒸散量估计值

文摘   2024-09-21 12:04   法国  

DOI:https://doi.org/10.1029/2024WR037608

主要内容:

陆地蒸散(ET)是调节陆地水平衡的重要过程。然而,全球 ET 估算值仍然存在很大的不确定性。我们重点关注 60° 之间的区域,对 1980 年至 2014 年间的 90 种最新 ET 产品进行了比对。这些产品来自各种来源或方法,分为六类:遥感、再分析、陆地表面模型、气候模型、机器学习方法和集合估计。

主要结论:

结果表明,不同类别的全球 ET 量级差异很大,平均值从 518.4 到 706.3 mm yr −1。空间模式总体上是一致的,但在热带雨林中存在显著差异。全球趋势略有正向或负向(-0.10 到 0.37 mm yr −2),具体取决于类别,但具有明显的空间变化。根据现场测量结果的评估揭示了不同土地覆盖类型的不同表现;理想点误差值范围为 0.45 至 0.83,其中湿地表现最差,开阔灌木丛表现最好。使用三角帽方法,ET 不确定性存在空间差异,集合估计的不确定性较低,大多数地区的相对不确定性低于 15%。最佳全球 ET 数据集因预期用途和研究区域而异。已确定跨类别控制因素的不同空间模式,其中降水驱动干旱和半干旱地区,叶面积指数主导热带地区。建议在未来的 ET 估算中纳入先进的降水输入,结合植被动态,并采用混合模型。使用互补数据和稳健的理论框架约束估计可以提高 ET 估算的可信度。

主要图表:

图2.各产品的全球陆地 ET 年平均值。不同颜色的虚线对应相应类型 ET 数据集的多年平均值。

图3.6个ET类别年平均值的空间分布。

图4.11 种主要不同土地覆盖类型的 6 个 ET 类别的年平均值,包括常绿针叶林 (ENF)、常绿阔叶林 (EBF)、落叶阔叶林 (DBF)、封闭灌丛 (CSH)、开放灌丛 (OSH)、木本稀树草原 (WSA)、稀树草原 (SAV)、草原 (GRA)、永久湿地 (WET)、农田 (CRO) 和贫瘠稀疏植被 (BSV)。

图5.不同 ET 类别年平均 ET 的经向和纬向分布以及所有 ET 类别年平均 ET 的空间分布。分布图中的每条线对应其各自类别的平均值,阴影表示标准差。

图6.根据六个类别估算的全球平均陆地 ET 的年际变化和斜率。阴影表示每个类别的标准差。

图7.六类 ET 产品得出的 ET 趋势空间分布。趋势不显著(P值 >0.05)的区域以白色显示。

图8.按土地覆盖类型划分的每个类别的理想点误差 (IPE) 得分的山脊图 (a) 和每个类别的 IPE 得分的热图 (b)。IPE 得分越高,产品的相对性能越好。由于缺乏现场观察,BSV 的土地覆盖类型不可用。

图9.通过 TCH 方法计算出的 6 个 ET 类别的相对不确定性的全球空间分布。

图10. 所有类别的集合平均值的 ET 与控制因子(即降水、短波辐射、VPD 和 LAI)之间的年际 Pearson 相关系数的空间分布(排除P > 0.05 的区域)。

图11.六类 ET 变化的主要气候和生物控制因素的空间分布(a. ML,b. 再分析,c. RS,d. CMIP6,e. LSM,f. 集合。排除P  > 0.05 的区域。颜色代表主要控制因素:绿色代表 LAI,黄色代表 VPD,红色代表辐射,蓝色代表降水;斜线阴影代表不利影响,++阴影代表积极影响)。

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