SMOS卫星时空连续土壤水分逐日产品（2010-2020）

土壤水分是全球水循环中的关键变量，控制着陆地和大气之间的水、能量和碳交换。目前，用于监测全球土壤水分的主被动卫星主要包括ASCAT、AMSR-E/2、FY、SMOS和SMAP等。其中，微波波段中的L波段可穿透植被，对土壤水分的变化敏感，是目前认为的监测土壤水分的最佳波段。但是由于卫星运行轨道、卫星故障、射频干扰（RFI）和土壤水分反演算法本身不确定性导致的无效反演等原因，基于卫星观测数据获取的全球土壤水分产品（日尺度）并没有完全覆盖陆地表面，严重限制了其在全球气候变化和陆面过程模型等方面的实用性。为了解决SMOS土壤水分数据的条带问题，本数据集使用了一种基于时空信息的缺失数据重建方法——基于离散余弦变换的惩罚最小二乘回归（discrete cosine transformation-partial least square，DCT-PLS）方法。该方法运算效率较高，且不依赖于任何辅助信息。我们把DCT-PLS方法应用在基于SMOS亮温利用MTMA方法生产的土壤水分产品上，实现了近十年的长时间序列的全球时空无缝的逐日土壤水分产品的生产（SMOS-SC）。本数据集基于国际土壤水分观测网络（ISMN）和SMAP核心验证站发布的22个土壤水分观测网，对SMOS-SC土壤水分产品进行了验证，结果表明利用MTMA-SC产品的总体R>0.7，无偏RMSE=0.042 m³/m³，与原始SMOS MTMA土壤水分产品表现相当。在空间分布上，SMOS-SC产品反映了不同气候区域土壤水分的空间变化，并且重建区域与原始有值区域之间没有明显的因重建导致的边界效应。我们重建了一套时空连续的近十年的全球每日SMOS L波段土壤水分数据集，为陆面过程模型、全球水循环模型和农业应用等提供了坚实的数据基础。