本书以国家重大科学研究计划项目“全球陆表能量与水分交换过程及其对全球变化作用的卫星观测与模拟研究”为基础，以解决“如何提高对全球和区域陆表能量和水分交换过程的时空分布特征及变化规律的观测、机理认识、模拟和预估能力及其对全球变化作用的认识”这一关键科学问题为目标。本书首先介绍了陆表能量和水分交换过程的五大主要关键状态变量（地表辐射平衡、土壤水分、积雪、冻融及动态水体等）高时空高精度的遥感反演理论和方法；其次介绍了适合多时空尺度陆表能量水分交换过程模拟的高分辨率复杂地表蒸散发遥感估算模型、水热通量观测和模拟的尺度效应及尺度转换研究；后介绍了基于遥感观测的陆面模式“面源”参数优化方法，将优化后的参数应用到陆面模式中以改进模式的模拟性能，并在青藏高原开展了高分辨率的区域陆-气耦合模拟应用，探究了陆面模式改进对改善陆-气交互作用模拟的贡献。
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