近日，美国气象学会的综合类期刊Bulletin of the American Meteorological Society (BAMS）发表了以中科院青藏高原研究所为第一署名单位的论文A Multi-Scale Soil Moisture and Freeze-Thaw Monitoring Network on the Third Pole。论文介绍了青藏高原所研究人员过去三年来在青藏高原中部开展的土壤水分和冻融观测、土壤水分空间升尺度以及卫星产品评估等相关研究成果。

土壤水分是控制青藏高原地表-大气相互作用的主要因子。尽管通过模型模拟和卫星遥感已经产生了大量的土壤水分产品，但一直缺乏可靠的地面实测数据验证。高原中部具有较低的大气水汽含量及较小的地表生物量，是微波卫星反演土壤水分的理想区域。

青藏高原所阳坤研究员团队历时三年在青藏高原那曲地区建立了一个多尺度的土壤水分和温度观测网（见下图）。该观测网布置有56个站点，每个站点同时监测4层的土壤温度和水分，站点平均海拔为4650米。通过合理布局，该观测网涵盖了三个典型空间尺度，对应于主要土壤水分产品的空间分辨率。在观测网建立过程中，研究人员在防水保温措施和土壤水分校正方面做了大量工作，以保证观测网仪器的正常运行和数据质量的可靠性。到目前为止，观测网积累了近两年的第一手资料。除了提供高密度、多尺度的土壤水分和冻融数据外，研究人员还测量了所有站点不同深度的土壤质地和土壤有机碳含量数据。在此基础上，发展了独具特色的土壤水分升尺度和微波数据同化算法，为生成高原土壤水分产品奠定了基础，也为TPE国际计划的“水-冰-气-生”多圈层相互作用研究提供了支持。

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青藏高原土壤温湿度观测网示意图。其中，图（a）显示了观测网（红色方框）在青藏高原中部的地理位置；图（b）显示的是观测网区域站点分布（灰色线条为国道和省道）；图（c）-（e）分别显示了大、中、小三个尺度的观测网。（a）-（b）底图为DEM高程；（c）-（e）底图为土地覆盖类型。