自20世纪60年代以来，气候变暖显著地改变着陆面水循环特征和水资源安全。但是，科学界对陆地水循环对气候变化的响应机制仍缺乏系统深入研究。
　　土壤湿度是陆地水循环的关键环节，也是陆地和大气之间水汽和能量交换过程中的重要因子。长期以来，科学家们对土壤湿度在气候系统中的作用已经开展了大量的研究，但也存在一些尚未解决的问题;其主要原因，是土壤湿度观测资料极为缺乏。王国杰介绍说，近几年，国际水文与遥感学界致力于利用卫星遥感手段提取陆面土壤湿度，欧洲的科学家已经开发出了较为完善的微波辐射传输遥感模型，利用美国、欧洲、日本的极轨卫星资料，发展了最近30年的日分辨率的全球土壤湿度。但是在这其中，中国的遥感资料和产品并没有参与进来。意识到这一情况，王国杰不畏艰难，毅然决定利用中国气象局的风云三号气象卫星资料开展研究，参与到多国遥感合作项目中，扩大中国卫星产品的国际影响。
　　目前任教于南京信息工程大学地理与遥感学院的王国杰，2007年就获得中国科学院水文学博士，2011年获得荷兰阿姆斯特丹自由大学气象学博士，凭借深厚的专业积累和多学科背景，将工作着眼于土壤湿度产品的研发及其在气象预报和水文预报等领域的应用，致力于实现水文学与气象学的结合。每一个科研新项目都源自过往的积淀，对他来说更是如此，在多年的工作中，他脚踏实地、勤勤恳恳，用辛劳和汗水筑牢了科研的根基。
　　推动中国卫星产品参与国际合作
　　2013年，王国杰开始进行教育部国际合作项目“利用中国风云三号气象卫星遥感资料提取陆面土壤湿度”的研究。基于中国气象局风云三号气象卫星微波遥感资料，王国杰与荷兰合作方进行密切合作，采用合作研发的陆面参数遥感模型（LPRM）提取土壤湿度。LPRM模型是一个较为成熟的辐射传输遥感模型，在国际上有很高的知名度，已经被应用于多颗卫星资料来研发全球土壤湿度产品，包括SMMR、SSM/I、TRMM、AMSR-E、WindSat、AMSR-2等。利用成熟的土壤湿度反演技术和风云三号气象卫星微波亮温资料，王国杰已经研发了空间分辨率为25km、时间分辨率为12小时的全球土壤湿度产品，效果极优;并且基于WebGIS技术搭建了数据服务器，成立“信大遥感数据网”（http：//remotesensing.nuist.edu.cn），供全球用户在线浏览、查询和下载土壤湿度数据。目前，这一产品已经用于国家自然科学基金委中德科学中心“中德合作组项目“水资源综合管理：模型模拟到适应措施”的工作之中。
　　王国杰介绍说，利用风云三号B星和最近发射的风云三号C星资料，可以把土壤湿度产品的时间分辨率提高到6小时;利用风云气象卫星多载荷融合技术，可以把土壤湿度产品的空间分辨率提高到1km。提高风云卫星土壤湿度产品的时、空分辨率，是王国杰研究工作的一个重要方向。
　　通过这一系列的工作，王国杰为后续的水文气象过程研究提供了高质量的基础数据。与此同时，他也与荷兰阿姆斯特丹自由大学、澳大利亚新南威尔士大学和美国NOAA的土壤湿度遥感团队建立了长期、紧密的学术联系，为今后的进一步研究奠定了基础。
　　揭秘东亚季风区降水机制
　　东亚季风区是我国人口最稠密、经济最发达的地区。在过去30年来，随着全球气温变暖，东亚季风区极端降水的频率和强度显著增加。极端降水所导致的洪涝灾害，对社会经济和人们生活产生了重要的影响。这使得人类对水资源的调控及洪水风险管理，对于大气降水尤其是极端降水的预报提出了更高的要求。然而，大气过程具有混沌特征，并且极端降水频率和强度增加，使得大气降水的可预报性降低。因此，在全球变暖的条件下，加强对我国东部季风区夏季降水的预报能力，是我国水文气象工作者迫在眉睫的任务。
　　众多研究表明，中国东部地区夏季土壤湿度对同期降水可能存在正反馈机制，但是尚无法厘清是直接反馈还是间接反馈。同时，东亚季风区春季土壤湿度对夏季大氣降水的动力反馈，不仅会改变夏季风的强度，也可能改变其路径。因而，这种反馈机制对夏季降水的影响及其空间分布更加复杂。
　　近几年，陆面水文遥感技术快速发展，开始提供大尺度的土壤湿度观测资料。在对现有成果深入分析研究后，王国杰认为，以数值模拟手段研究土壤湿度对大气降水的反馈作用，不同数值模式输出的结果有很大分歧;而单纯采用数学手段则难以准确地分离出反馈信号并确定反馈机制。要厘清土壤湿度对大气降水的反馈机制，需要综合利用数值模拟和数据分析两种手段。
　　为了在这一领域获得突破，王国杰带领课题组成员开展了国家自然科学基金项目“东亚季风区土壤湿度对大气降水的反馈作用研究”。在这项工作中，王国杰潜心科研，着重解决关键科学和技术问题，瞄准土壤湿度遥感产品的交叉验证和优化处理，为该项研究提供高质量的数据基础。土壤湿度与大气降水之间存在双向的相互作用，相关分析等传统手段无法捕捉和量化土壤湿度对大气降水的影响。为了有效地分析反馈信号，王国杰采用反映统计因果关系的Granger causality等方法分离土壤湿度和大气降水之间的相互作用，并试图提出新的数学方法以剔除外生变量如SST所导致的虚假信号。同时，王国杰领导的研究团队采用集合卡尔曼滤波等技术手段，把卫星遥感土壤湿度产品同化到WRF等数值模式中，进行陆面-大气相互作用的数值模拟。目前，这项研究还在进行中，王国杰说，项目进展非常顺利，东亚季风区土壤湿度相关研究初见成效。
　　同时，在手头工作量很重的情况下，王国杰不畏辛劳，与荷兰国际航天测量与地球科学学院、美国海洋与大气管理局开展合作，主持开展了国家自然科学基金重大研究计划项目“青藏高原春夏季土壤湿度热力效应及其对东亚夏季风和季风降水的影响”的研究。
　　青藏高原热力作用显著地影响东亚夏季风和季风降水。春夏季土壤湿度对高原热源有重要影响，但土壤湿度观测数据不足，学术界对土壤湿度的热力效应及其对东亚夏季风和季风降水的影响仍然缺乏研究。为此，王国杰带领团队利用高质量的土壤湿度遥感数据，综合利用诊断分析和数值模拟两种手段，研究青藏高原春夏季土壤湿度的热力效应，及其对东亚夏季风和季风降水的影响机制。