陆地水是自然界中最重要的资源，其对生态维护、农业发展、工业建设和居民生活都有重要影响。定量监测陆地水储量变化并分析其时空特征是地球科学中的重要研究内容。我院姜中山博士、袁林果教授及其研究生团队与台湾“中央研究院”地球科学研究所许雅儒研究员合作，在利用GNSS垂直观测数据监测陆地水储量变化的研究工作方面取得了一系列重要成果。针对不同空间覆盖的GNSS测站分布情况，创造性地实现了基于密集GNSS观测数据的空域陆地水储量反演工作和基于稀疏GNSS数据的谱域陆地水储量反演工作。同时，开展了利用GNSS技术研究极端干旱事件的原创性工作，率先将基于GNSS数据反演得到的陆地水储量产品开发成为一种全新的干旱监测工具：GNSS-DSI，全面证实了GNSS观测资料能够用于极端水文事件的监测和评估。

在利用密集GNSS观测数据基于格林函数方法反演陆地水储量方面，结合多源大地测量和水文观测数据分析了云南地区的陆地水储量时空变化特征，并证实了GNSS可以追踪到极端暴雨事件(弱于台风)引起的短期水储量变化（发表于Remote Sensing of Environment (IF: 10.164)）；对四川地区的陆地水储量时空特征进行了深入研究，结合气候模式和地理特征分析了四川地区的水文动力学过程（发表于Journal of Geophysical Research: Solid Earth (IF: 3.848)）。在利用稀疏GNSS观测数据基于Slepian方法反演陆地水储量方面，利用中国大陆环境监测网络GNSS观测数据，率先提供了中国大陆地区大尺度陆地水储量的GNSS监测结果，进一步扩展了稀疏GNSS数据在水文大地测量中的应用 （发表于Journal of Hydrology (IF: 5.722)）；将巴西地区陆地水储量的GNSS监测结果开发为一种全新的干旱指数：GNSS-DSI，并利用该数据对巴西地区的极端干旱事件进行了定量的评估，证实了GNSS数据能够用于干旱监测的适用性和有效性(发表于Earth and Planetary Science Letters (IF: 5.255))。

目前，我院在利用GNSS技术进行陆地水储量的研究方面已经走在了国际前列，我们的研究队伍将继续联合多源大地测量技术（GNSS、GRACE和InSAR等）在陆地水储量联合反演、极端水文事件、极地冰川消融以及地下水储量监测等方面开展大量的研究，进一步拓展GNSS大地测量技术在地球科学相关领域中的应用，为国家水资源决策的制定等提供重要的科学依据。

图一 云南地区GNSS、GRACE、GLDAS得到的陆地水储量变化周年振幅以及多年平均年降雨量 (发表于Remote Sensing of Environment)

图二 四川地区不同地理区域（川西高原、四川盆地与川西南山地）多年平均的单天降雨和GNSS反演的陆地水储量结果 (发表于Journal of Geophysical Research: Solid Earth)

图三 中国大陆GNSS、GRACE、GLDAS得到的陆地水储量变化周年振幅以及多年平均年降雨量 (发表于Journal of Hydrology)

图四 利用GNSS定量描述巴西四大流域的干旱事件特征 (发表于Earth and Planetary Science Letters)

相关文献如下：

[1] Jiang, Z.*, Hsu, Y.J., Yuan, L., Yang, X., Ding, Y., Tang, M., Chen, C., 2021a. Characterizing Spatiotemporal Patterns of Terrestrial Water Storage Variations Using GNSS Vertical Data in Sichuan, China. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 126. doi:10.1029/2021jb022398

[2] Jiang, Z., Hsu, Y.-J., Yuan, L.*, Cheng, S., Feng, W., Tang, M., Yang, X., 2021b. Insights into hydrological drought characteristics using GNSS-inferred large-scale terrestrial water storage deficits. Earth and Planetary Science Letters. doi:10.1016/j.epsl.2021.117294

[3] Jiang, Z.*, Hsu, Y.-J., Yuan, L., Huang, D., 2021c. Monitoring time-varying terrestrial water storage changes using daily GNSS measurements in Yunnan, southwest China. Remote Sensing of Environment 254. doi:10.1016/j.rse.2020.112249

[4] Jiang, Z.*, Hsu, Y.-J., Yuan, L., Cheng, S., Li, Q., Li, M., 2021d. Estimation of daily hydrological mass changes using continuous GNSS measurements in mainland China. Journal of Hydrology 598. doi:10.1016/j.jhydrol.2021.126349