遥感是一种不可或缺的工具来监控和检测地球的水文气象的演变过程。快速增长的遥感观测和技术一直是水文气象的主要动力推进我们的知识流程及其极端在过去几十年。与此同时,整合hydrological-meteorological流程和桥接传统学科正在成为水文和气象研究的前沿。这些进展打开新的机遇,推进研究相关的建模和预测气候变化极端水文气象灾害的适应和缓解。这个特殊的问题收集大量的贡献在水文气象遥感和建模过程和极端,包括检索方法,验证卫星检索结果,水文建模、应用程序的并行计算模型优化和分析水文时空变化的机制。调查水文变量在这些研究中包含降水、蒸散、河川径流和水储存。
实际蒸散遥感(ET)在过去的二十年里的一个热门话题。出现了许多等检索算法,形成了许多不同类型的方法,包括热遥感基础表面能量平衡方法(1,2[],基于流程Penman-Monteith方法3- - - - - -5),地表temperature-vegetation索引空间模型(6,7),最大熵生产模式8),和水平衡法(9]。在这个特殊的问题,一些研究也致力于这项研究工作。x锅等人应用最近开发了非参数等检索模型在中国半干旱地区和评估它对6涡度相关通量观测站点代表沙漠,戈壁,农田、果园、蔬菜,和湿地。等检索模型摄食净辐射,表面空气温度、地表温度、土壤热通量,可以通过卫星遥感提供或估计,估计等不需要参数化表面电阻。这个模型很简单但一般研究地区有效,使它可能适用于一个更大的地区。z太阳等人调查之间的关系等,遥感地表温度(LST)能源和water-limited条件在蒙古。他们的研究表明,ET和LST water-limited条件下一般的负相关关系在干燥和寒冷的气候,但等之间的关系和LST能源有限公司条件下不同。这项研究表明LST-based等检索需要占能源和water-limited条件下不同等行为在干燥和寒冷地区。
它已经大约十五年以来推出的重力恢复与气候实验(GRACE)卫星在2002年3月。它提供了第一个全球近地表持续的监控质量,特别是地面蓄水,并揭示了一系列重大变化的时间尺度包括强烈的季节性变化、年际变化,和明显的趋势10]。在这个特殊问题,j . t . Fasullo等人利用GRACE观测和模型模拟CESM1-CAM5大合奏(LE)检查变化在全球陆地水储存(TWS)在恩典时代(2003 - 2014)。他们发现趋势LE TWS模拟是由内部变化而不是强迫响应,与TWS异常的美洲,澳大利亚东部,西南部非洲和欧亚大陆很大程度上归因于太平洋年代际振荡的负面阶段和大西洋数十年震荡。他们还得出结论,它是不合适的趋势主要归因于人为迫使尽管观察趋势的相似性和model-inferred强迫响应。他们的研究结果突出检测人为气候变化的挑战暂时有限的卫星数据集和强调的利益利用模型的解释观察到的记录。
调查和归因的改变水文政权也极端水文气象学社区的关注,另一个重要的研究领域。r . c .球磨机jr .)等人研究了极端降水趋势从1951年到2007年在伊朗使用基于阿佛洛狄忒每日降雨量数据。他们用七种不同的极端降水指数,包括年降水量,总天数超过一定阈值,最大降水在一定时期内,收到最大的单日降雨量,并与降水天数超过第90百分位,量化的特点,沉淀在伊朗政权。他们进一步进行了趋势,这些指数时间序列的主成分分析。他们的研究结果表明,所有七个指标通过研究期间表现出上升趋势,表明增加总降雨量和降雨极端,这可能是与这个地区的气候变化有关。同时,极端降水表现出强烈的向上趋势southwest-to-northeast梯度在伊朗。在另一项研究中,j .王等人调查预计的气候变化的影响在未来50年中国上层黄河流域的水文极端基于统计分析和水文建模。在中国这个盆地是一个重要的地区提供水力发电。他们的研究结果表明,不同的长时间的值(15、30和60天)极端降水数给定的概率在这个盆地在未来将略有上升。相应地,长期监禁极端洪水量也会增加。 These results suggest that planning for flood control, hydropower production, agriculture irrigation, and ecosystem preservation in this region needs to take these changes into account.
径流生成机制的发展及其在水文和土地表面表征模型对提高建模的准确性很重要地表水文通量。p .黄等人相比的适用性saturation-excess机制,infiltration-excess机制,在半干旱盆地及其组合。基于这些产概念和GIS和遥感技术,他们设计了一个基于事件的空间组合建模框架和开发出两个空间组合模型,占空间分布和径流生成过程的可变性saturation-excess和infiltration-excess机制。结果表明不同的径流生成过程的描述和分化在空间当然有助于提高模拟的精度相对于应用单一产流机制。
利用先进的计算机技术来促进建模效率和应用是另一个有趣的研究领域。例如,SCE-UA是一个著名的、健壮的全局优化方法。然而,它有一个高的计算负载,禁止SCE-UA高维复杂问题的应用。g .菅直人等人提出的两个平行SCE-UA方法和实现他们在英特尔多核CPU和NVIDIA GPU许多核心使用OpenMP CUDA Fortran,分别。并行方法不仅可靠而且高效,这可以在很大程度上减少时间消耗模型校准和优化。
毫无疑问,有更多的研究代表最新进展和研究方向在陆地水文气象遥感和建模过程和极端。然而,收集到的论文在这个特殊的问题涵盖了广泛的研究课题和揭示一些最近的进展和想法。它将成为宝贵的财富在水文气象学和相关领域的科学家和工程师。
确认
我们感谢所有作者造成了这个问题,提供有价值的评论者,建设性的评论的手稿和有助于改善这些论文发表在这期的质量。
可张
Jingfeng王
Iftekhar艾哈迈德
Prasanna h .高达