Использование данных дистанционного зондирования для моделирования водного и теплового режимов сельских территорий // Сборник тезисов Пятнадцатой Всероссийской открытой конференции "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса

Музылев, Е.Л.; Старцева, З.П.; Успенский, А.Б.; Волкова, Е.В.; Василенко, Е.В.; Кухарский, А.В.; Зейлигер, А.М.; Ермолаева, О.С.

Авторы: Музылев Е.Л., Старцева З.П., Успенский А.Б., Волкова Е.В., Василенко Е.В., Кухарский А.В., Зейлигер А.М., Ермолаева О.С.
Сборник: Тезисы докладов Пятнадцатой Всероссийской открытой конференции "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
Тезисы
Год издания: 2017
Место издания: Москва
Первая страница: 377
Последняя страница: 377
Аннотация: Представлены результаты использования оценок характеристик растительности и метеорологических характеристик, полученных по данным измерений радиометров AVHRR/NOAA (1997-2016), MODIS/EOS Terra и Aqua (2004-2016), SEVIRI/Meteosat-9,-10 (2009-2016), МСУ-МР/Метеор-М № 2 (2015-2016), скаттерометра ASCAT/MetOp-A,-B (2014-2016) при моделировании водного и теплового режимов различных по размерам территорий сельскохозяйственного назначения за сезон вегетации (Музылев и др., 2002, 2005, 2010, 2015, 2016; Gelfan et al., 2012; Muzylev et al., 2017; Startseva et al., 2014, Зейлигер и др., 2016а, 2016г, 2017, Zeyliger et al., 2016). Оценки характеристик водного и теплового режимов производились с помощью адаптированных к спутниковым данным моделей влаго- и теплообмена покрытых растительностью участков суши с атмосферой (LSM, Land Surface Models, SWAP - Soil-Water-Atmosphere-Plant) (Кучмент и др., 1989; Kuchment, Startseva, 1991; Музылев и др., 2002, 2005, Зейлигер и др., 2016а, 2016б, 2016в, 2017, Zeyliger et al., 2013, 2015, 2016). Кратко описаны разработанные методы и технологии тематической обработки и анализа спутниковых данных и построения вводимых в модели оценок вегетационного индекса NDVI, листового индекса LAI, проективного покрытия растительностью B, излучательной способности и температуры подстилающей поверхности (LST) трех типов (температуры поверхности почвы Tsg и растительности Ta и эффективной LST Ts.eff или Tls), осадков и влажности поверхности почвы. Оценки LST по данным AVHRR получены с помощью метода расщепленного окна прозрачности (РОП) (Успенский, Щербина, 1996; Uspensky, Shcherbina, 1998; Музылев и др., 2002). Оценки Tls по данным SEVIRI построены при использовании оригинального метода, включающего последовательное применение локального алгоритма РОП и метода двух температур (Соловьев, Успенский, 2009; Соловьев и др., 2010), а оценки Ta – с помощью разработанного регрессионного метода определения этой величины по данным Tls (Успенский и др., 2011). Оценки осадков произведены с помощью разработанной комплексной пороговой методики (КПМ) детектирования облачности и идентификации ее типов, а также выделения зон осадков и определения их максимальной интенсивности (Волкова, Успенский, 2010; Волкова, 2013, 2014, 2016а; Волкова и др., 2015). Оценки LST по данным МСУ-МР получены при использовании вычислительного алгоритма, разработанного на основе КПМ и опробованного на данных AVHRR и SEVIRI (Волкова, Успенский, 2016б). Величины LAI и B являются параметрами LSM, а LST и осадки – входными переменными. Разработаны процедуры замены значений названных характеристик, определенных по данным наземных наблюдений, на их значения, рассчитанные по данным ИСЗ (Музылев и др., 2002, 2005, 2010, 2015, 2016; Gelfan et al., 2012; Startseva et al., 2014). Исследования проводились на примере нескольких территорий, находящихся в лесостепной и степной зонах России: водосбора р.Сейм (Курская обл.) площадью 7460 км2 (для сезонов вегетации 1997-2008 гг.); части Центрально-Черноземного региона России (ЦЧР), включающей 7 ее областей общей площадью 227300 км2 (для сезонов вегетации 2009-2016 гг.) и Марксовского района Саратовской области площадью порядка 700 км2 (для сезона вегетации 2012 г.). С помощью LSM для сезонов вегетации 1997-2016 гг. выполнены расчеты влагозапасов почв W, суммарного испарения Ev, вертикальных потоков тепла и влаги и других характеристик водного и теплового режимов. Погрешность полученных оценок находилась в допустимых пределах (Startseva, 2014; Музылев и др., 2015). С помощью моделей SWAP и FAO 56 для сезона вегетации 2012 г. при разных метеорологических условиях произведены оценки динамики влагозапасов корнеобитаемого слоя почвы, транспирации посевов и испарения с поверхности почвы (Зейлигер и др., 2016а, Zeyliger et al., 2013), оценки водного стресса агроценозов и их потребностей в воде (Зейлигер и др., 2016а, 2016в, Zeyliger et al., 2016). Совмещение результатов спутниковых и наземных исследований позволило разработать методику оценки эффективности орошения посевов сельскохозяйственных культур, а также технологию оперативного управления орошением (Зейлигер и др., 2016б, 2016в, 2016д, Zeyliger et al., 2013, 2017). Проведенный пространственно-временной анализ массивов данных по транспирации с поверхности растительного покрова сельских территорий двух Заволжских районов на юго-востоке Европейской части РФ позволил выявить тренды изменения гидрологических показателей, связанных с флуктуацией погодных условий, а также с антропогенной деятельностью (Зейлигер и др., 2014, 2015а, 2015б, Zeyliger et al., 2013). Также исследованы возможности использования в LSM оценок влажности поверхности почвы, полученных по данным скаттерометра ASCAT/MetOp-A,-B для задания начального и верхнего граничного условий для уравнения вертикального влагопереноса в зоне аэрации почвенно-грунтового слоя. Первые результаты показали перспективность подобных исследований, а также позволили сформулировать ряд требований к получаемой информации (Muzylev et al., 2017). Предложенный подход может использоваться как для оценки водного и теплового режимов сельских территорий, а также отдельных сельскохозяйственных регионов, так и для выявления особенностей водопотребления агроценозов, в том числе для территорий с редкой сетью наземных агрометеорологических наблюдений. Работа выполнена при поддержке РФФИ – грант № 16-05-01097 “Водопотребление агроценозов на “точечном” и “площадном” уровнях исследований”.
Добавил в систему: Василенко Евгений Валерьевич

	ИСТИНА	Войти в систему Регистрация
	ИСТИНА ИНХС РАН
	Главная Поиск Статистика О проекте Помощь

ИСТИНА

ИСТИНА ИНХС РАН

Прикрепленные файлы