干旱内陆盆地GNSS垂直位移解析陆地水储量变化的能力评估——以黑河流域为例

《Remote Sensing》：Scale-Dependent Agreement of Hydrological Loading Displacements from GNSS, GRACE, and a Land Surface Model in the Heihe River Basin

　　

摘要

地面全球导航卫星系统（GNSS）垂直位移提供了水文负荷的独立测量手段，但其在干旱内陆盆地中解析陆地水储量（TWS）变化的能力仍不确定。本研究将黑河流域内部及周边15个GNSS站点的垂直位移与基于卫星GRACE和基于模型Noah的TWS异常所推导的负荷位移进行了对比。在去除GNSS序列中的非水文信号后，GNSS-GRACE、GNSS-Noah和GRACE-Noah的网络平均垂直位移相关系数分别为0.48、0.49和0.74。相同对比下的站点平均相关系数较低（分别为0.38、0.35和0.60），且盆地内部的一致性更弱。时间序列分解显示，GNSS捕获TWS年际变化的能力优于对TWS季节循环的捕获。GNSS在南部通常早于GRACE出现峰值，而在北部则晚于GRACE。Noah年际变化与GNSS和GRACE均存在差异，表明该模型在表征干旱区水文过程方面存在局限性。总体而言，GNSS为长期TWS变化提供了独立约束，并可作为陆面模型性能的诊断工具。这些发现支持了干旱盆地水储量的多源监测，同时强调了改进尺度匹配和原位验证的必要性。