基于改进模型的区域蒸散量精准估算：为干旱半干旱地区水资源管理 “解锁” 新方案

《Agricultural and Forest Meteorology》：Two improved shuttleworth-wallace models for estimating consecutive daily evapotranspiration

来自国内的研究人员为解决区域蒸散量（ET）高精度连续监测难题，开发 SWH - mTSF 和 SWH - ETrF 模型，评估发现后者性能更优，对区域水资源管理意义重大。

　　蒸散（Evapotranspiration，ET）是水从土壤、水体和植被向大气转移的过程，对生态系统、碳循环、气候反馈、农业管理和水资源至关重要。基于遥感的 ET 模型虽广泛用于量化区域 ET，但以高时空分辨率绘制连续日 ET 图仍颇具挑战。研究人员开发了预处理模型（SWH - mTSF）和后处理模型（SWH - ETrF），以增强改进后的 Shuttleworth - Wallace（SWH）模型估算结果的时间连续性。这两个模型用于估算 2002 - 2009 年陕北黄土高原（LPNS）的 ET，时间分辨率为 1 天，空间分辨率为 1 千米。SWH - mTSF 模型利用数据同化提高了基于遥感的叶面积指数 / 光合有效辐射吸收系数（LAI/FPAR）的时间分辨率和质量，通过物理机制生成连续的日 ET 估算值。相反，SWH - ETrF 模型以苜蓿参考 ET（ET_r）为基准对 SWH 模拟的 ET 时间序列进行插值。研究人员利用长武站的通量测量数据和先进产品（MOD16A2 和 PML - V2）对这两个模型进行了全面评估。长武站的评估显示，在模拟日尺度和季节尺度的 ET 时，SWH - ETrF 模型（r = 0.83，RMSE = 0.68 毫米 / 天）优于 SWH - mTSF 模型（r = 0.66，RMSE = 0.86 毫米 / 天），能有效捕捉年 ET 波动。与高估 ET 的 PML - V2 和低估 ET 的 MOD16A2 相比，SWH - ETrF 模型为陕北黄土高原的农田和草地提供了更可靠的 ET 估算。基于方差的全局敏感性分析表明，在干旱和半干旱农田地区，气象变量对 ET 估算的影响比生理植被参数（LAI/FPAR）更强。即使 ET 测量数据较少，SWH - ETrF 模型仍表现稳健。这些优势使得 SWH - ETrF 模型因其简单高效，非常适合区域和全球应用。