未凍水和冰共同存在于凍土中,兩者的相互轉化即凍融變化深刻影響寒區(qū)地表水分循環(huán)和能量收支。被動微波遙感技術是土壤水分監(jiān)測的主要手段,但目前大多應用于非凍結土壤的水分反演,對負溫環(huán)境下凍結土壤中未凍水的反演研究較少�；赟MAP衛(wèi)星升軌和降軌時刻的亮溫觀測數(shù)據(jù)和經(jīng)改進后適用于青藏高原地區(qū)的零階微波輻射模型,利用單通道算法(SCA)和雙通道算法(DCA),對青藏高原東部黃河源區(qū)瑪曲區(qū)域季節(jié)凍土中的未凍水含量進行反演。結果表明:基于SMAP不同過境時刻亮溫觀測及不同算法的土壤未凍水反演結果均較同步地反映了研究區(qū)實測值的動態(tài)變化特征(相關系數(shù)R均大于0.9)。其中,基于SMAP降軌時刻亮溫觀測的反演結果在凍融交替的過渡季節(jié)存在明顯低估,而基于升軌時刻亮溫觀測得到的反演結果精度更高�；诖怪睒O化亮溫觀測的單通道(SCA-V)和DCA算法得到的升軌時刻的反演值與實測值的無偏均方根誤差(ub RMSE)分別為0.035 m³m^-3和0.039 m³m^-3,均達到SMAP任務的設計要求(即ub RMSE≤0.04 m...

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【部分圖文】：

圖1瑪曲土壤溫濕度觀測網(wǎng)絡以及選定的SMAP中心驗證網(wǎng)格

研究區(qū)位于黃河源區(qū)東南部瑪曲縣（如圖1所示），該區(qū)域的凍土類型為季節(jié)凍土，氣候類型為高寒濕潤型，氣候的特點是冬季寒冷干燥，夏季多雨，年平均氣溫為1.2℃，最冷的月份（1月）平均氣溫為-10℃，最暖的月份（7月）平均氣溫為11.7℃，年均降水量615.5mm，年均蒸發(fā)量1347....

圖2算法流程圖

圖3(a）和3(b）分別展示了2016年8月至2017年7月SMAP衛(wèi)星降軌和升軌過境時刻瑪曲地區(qū)土壤未凍水含量反演值與實測值（Obs）的時間序列。其中反演值分別基于垂直極化亮溫觀測的單通道算法（SCA-V）、水平極化亮溫觀測的單通道算法（SCA-H）和雙通道算法（DCA）獲取。....

圖32016年8月至2017年7月土壤未凍水反演值與實測值的時間序列

對于降軌時刻，結合圖3(a）、圖4(a)～(c）以及表1發(fā)現(xiàn)：3種土壤未凍水的反演值均較為同步地反映了實測值的動態(tài)變化，反演值與實測值相關性較強，相關系數(shù)R均大于0.9，其中SCA-V反演值與實測值的相關系數(shù)最高（R=0.92）。然而，從圖3(a）可以看出，基于SMAP降軌時刻的....

圖4土壤未凍水的反演值與實測值的散點圖

Chan等[35]人通過驗證發(fā)現(xiàn)，SCA-V算法在SMAP2級土壤水分產品（L2＿SM＿P）中效果最優(yōu)，并將其作為SMAP的標準算法。這里將基于本文SCA-V得到的未凍水反演結果（SCA-V）與SMAP標準產品（SMAPProduct）進行對比。圖5列出了二者與實測值的時間序....

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