地表温度（Land Surface Temperature, LST）是表征多年冻土热状况的重要参数，同时也是多年冻土分布模拟的上边界条件。相对于站点和遥感观测数据，再分析资料可以提供时空连续的地表温度数据，且在资料缺乏的高海拔高纬度多年冻土制图中具有不可或缺的作用。MERRA-2是NASA GMAO发布的最新一代再分析产品，但其地表温度产品在中国区域多年冻土制图中的适用性尚未被评估。此外，我国区域尺度上多年冻土分布研究广泛，但针对全国尺度上多年冻土分布及其变化研究还很少。

我站温阿敏博士生结合全国台站地面观测数据，对比了MREEA-2、MERRA、JRA-55、ERA-Interim四套地表温度产品精度，得出MERRA2地表温度更接近站点实测值，尤其是在我国多年冻土区（图1）。但仍存在一定的冷偏差，尤其是2005年之后，冷偏差呈增大趋势。为减少再分析数据冷偏差造成多年冻土分布模拟的不确定性，提出了两种偏差校正方法，分别考虑了高程差及植被，并综合季节变化对地表温度的影响。统计结果表明，基于高程差—地表温度偏差的线性回归方法，可更有效地消除MERRA2地表温度与实测数据的偏差。与前人重建后的MODIS地表温度产品相比，校正后的MERRA-2地表温度数据更接近站点实测值。而考虑植被影响的方法有效消除了时间序列趋势上偏差增大的问题。尝试将两种方法系统地结合，进而消除再分析地表温度在时空尺度上的偏差，提高数据精度和适用性具有重要的现实意义。

基于校正后的MERRA2地表温度日数据，采用冻结数模型，对中国地区的多年冻土分布进行制图，并分析了1980-2018年多年冻土变化特征。研究发现，1980-2018年间中国地区多年冻土面积约1.63×106 km2，约占我国陆地总面积的19%，三大主要分布区为青藏高原高海拔区、东北高纬度区和西北高山区。随着气候变暖，过去39年间，我国多年冻土区面积以每年3%-5%的速率呈微弱退缩趋势。

该成果以“Evaluation of MERRA-2 land surface temperature dataset and its application in permafrost mapping over China”为题发表在地学一区TOP期刊Atmospheric Research。我站温阿敏博士生为论文第一作者，吴通华研究员为论文通讯作者。

该研究获冰冻圈科学国家重点实验室开放基金(SKLCSZZ-2022)、国家自然科学基金(41961144021、42071093)和中国科学院“西部之光”重点实验室交叉团队专项项目等联合资助。

文章链接https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2022.106373

图1 四种再分析地表温度与站点实测数据对比，其中A、B、C和D分别代表MERRA-2、JRA-55、ERA-Interim和MERRA。

图2 校正前后MERRA-2和MODIS产品对比：(a)未校正MERRA-2 LST，(b) Zhao et al. (2020)重建的MODIS LST，(3)校正后MERRA-2 LST

图3 本研究模拟冻土范围与前人研究结果对比 （Zou et al., 2017、Zhang et al., 2019和Li et al., 2008）