地表反照率(Albedo)是一个广泛应用于地表能量平衡、中长期天气预测和全球变化研究的重要参数,其定义为短波波段地表所有反射辐射能量与入射能量之比。地表反照率反映了地球表面对太阳光辐射的反射能力,是地表辐射能量平衡以及地气相互作用中的驱动因子之一。地表反照率的增加,会导致净辐射的减小,感热通量和潜热通量减少,进而造成大气辐合上升减弱,云和降水减少,土壤湿度减小,使得地表反照率增加,形成一个正反馈过程;而云量的减少使得太阳辐射增加,净辐射加大,形成一个负反馈作用。在正负反馈作用下最终达到稳定状态的过程中,地表反照率起着关键作用。因此,地表反照率是影响地表能量收支平衡的决定性因素,也是影响大气运动的最重要因素之一,甚至影响着局地、区域乃至全球的气候变化。地表反照率的时空变化受到自然过程以及人类活动的影响,具体影响因子如土地利用、土壤湿度、植被覆盖、积雪覆盖等,因此是地气相互作用中的重要不确定因素。
目前已有的全球地表反照率产品以NASA发布的基于MODIS数据的MCD43产品系列为代表,虽然已经取得了很大的成功,但是仍然存在时间分辨率低,数据有缺失的不足。为了支持全球变化与地球系统科学研究,在我国863计划重点项目“全球陆表特征参量产品生成与应用研究”支持下,我国科学家最早于2012年开发了GLASS (Global Land Surface Satellite) 陆表反照率产品V1.0版。之后又在863计划重点项目“全球陆表特征参量数据产品生成技术”支持下升级算法并重新生成GLASS反照率产品V4.0版。新版GLASS反照率产品覆盖的空间范围是全球陆地表面,时间范围是1981-2015年,其中基于MODIS数据生成的产品时间跨度是2000-2015年,空间分辨率是1公里和0.05度(约5公里);基于AVHRR数据生成的产品时间跨度是1981-2010年,空间分辨率是0.05度,在2000-2010年间这两种来源的产品共同存在。
以上公里级地表反照率产品已经应用于区域和全球尺度能量平衡、碳水循环和气候变化等研究中,但公里级地表反照率产品无法满足精细的农业、城市、极地和山地环境监测。精细化的城市能量平衡研究(Guo et al. 2022)、复杂山区冰雪消融(Wu et al. 2019)以及山地辐射参量高精度估计与应用(Bouamri et al. 2021)等都依赖更高空间分辨率的地表反照率产品。现有的高分辨率卫星(Landsat系列和Sentinel-2等)时间分辨率低、观测角度小,无法通过累积多角度观测来实现反照率反演;同时,地表反照率反演结果存在大量云污染区域,会导致用户难以使用。因此,构建高质量时空连续的高分辨率地表反照率产品意义重大。
参考文献:
图层名称 | 描述 | 单位 | 数据类型 | 分辨率 | 无效值 | 有效范围 | 比例因子 |
albedo | 短波波段黑天空反照率 | N/A | int16 | 30m | -9999 | 0-10000 | 0.0001 |