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土壤湿度是气候、天气预报中的重要变量，更涉及到水资源、干旱检测、洪水、滑坡和粮食安全等多个领域。为了获得全球范围内，更加精确的土壤湿度产品，以卫星为搭载平台的主/被动微波遥感土壤湿度技术已经成为土壤湿度研究中的前沿课题。在这一领域内，2009年11月发射的“土壤湿度与海洋盐度”(Soil Moisture and Ocean Salinity，SMOS)卫星和即将于2015年1月发射的“土壤水分主动被动”(Soil Moisture Active Passive，SMAP)都是基于L波段的微波土壤湿度探测器。然而，L波段的微波辐射传输过程受到土壤湿度的影响较大，因而在反演土壤湿度时，土壤有效温度计算方法相较于其它波段而言就显得更为重要。在以往研究的基础上，本文通过公式推导提出了一套新的土壤有效温度计算方法。该方法不仅包含了经典的双层土壤有效温度计算公式，而且提出了一种新的多层土壤有效温度计算的离散方法。新方法与连续积分方案相比相关系数达到0.93，均方根误差小于2.5K，在理论上，解释了经典的Choudhury双层模型中经验参数C的物理意义;实现了各个波段，不同土壤湿度、土壤温度乃至极端情况下，以及各种观测和模型输出设置时，土壤有效温度计算方案的统一和通用。全文分为以下五个主要部分: 首先介绍土壤湿度研究的意义和目前的研究现状，完整描述了土壤有效温度、土壤表面粗糙度、植被等对微波辐射传输的影响。介绍了从地表发射的微波辐射到卫星接收到的亮度温度之间的整个辐射传输过程。然后，从连续积分方程出发，数学推导了新的两层模型。并从理论假设的模型输入量和玛曲土壤观测网络的观测数据出发，证明了新的两层土壤有效温度模型的优越性和通用性。第三，结合数学推导，提出了用新双层模型评估现有土壤湿度观测网络的具体方案，并且提出玛曲地区应用两层模型时最佳观测深度的理论和方法，建议探头设置在5cm/20cm，而不是目前的5cm/10cm深度上。这是新土壤有效温度双层模型在野外观测中的应用。第四，采用与SMOS和SMAP中完全相同的技术，计算了全球格点的土壤有效温度长时间序列。确定了新土壤有效温度算法提出的必要性和与现有算法在计算结果上的不同。结果证明，土壤有效温度计算结果偏差普遍存在且可以达到5K。在本文最后，实现了有效温度对微波土壤湿度辐射传输过程的改进，计算得到了不同土壤有效温度算法对亮度温度的影响大致在4K左右。 除以上五个方面外，还包括总结和展望部分，以及作者小传和参考文献。希望本文中所做的工作能够为提高SMAP土壤湿度产品的精度做出贡献。