Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2007. В.4. Т.2. С. 256-268
Дистанционное определение характеристик подстилающей по-
верхности по данным сканирующих радиометров спутников
NOAA и EOS/TERRA при моделировании вертикальных потоков
влаги и тепла с речных водосборов
Е.Л. Музылев
1, А.Б. Успенский
2, З.П. Старцева
1, Е.В. Волкова
2, А.В. Кухарский
21 Институт водных проблем РАН, 119991 Москва, ГСП-1, ул. Губкина, 3
2 Научно-исследовательский центр космической гидрометеорологии "Планета", 123242 Москва, Б. Предтеченский пер., 7
Разработаны и испытаны методы и алгоритмы тематической обработки данных измерений радиомет-
ров AVHRR/NOAA и MODIS/EOS Terra для дистанционного определения температуры и излучательной
способности почвы, температуры воздуха у поверхности растительного покрова, эффективной радиацион-
ной температуры (взвешенной линейной комбинации первых двух температур), нормализованного индекса
вегетации NDVI, листового индекса LAI и проективного покрытия растительностью В. С помощью этих
алгоритмов по данным AVHRR за сезоны вегетации 1999-2004 гг. и MODIS за сезон вегетации 2003 г. при
безоблачных условиях для блоков 3х3 и 5х5 пикселов получены оценки упомянутых характеристик для
центрального региона России, включающего водосбор р.Сейм (Курская область) площадью 7460 км2. Про-
анализированы статистика ошибок спутниковых оценок названных температур и зависимость погрешно-
стей этих оценок от степени пространственно-временного согласования спутниковых и наземных наблюде-
ний.
Предложена и испытана версия модели вертикального тепло- и влагопереноса в системе "почва-
растительность-атмосфера" (SVAT), предназначенная для расчета испарения с поверхности почвы, транс-
пирации растительностью, тепловых потоков, распределений влажности и температуры почвы по глубине,
а также температур растительного покрова и поверхности почвы для любого интервала времени в течение
периода вегетации и рассчитанная на использование спутниковых данных о характеристиках подстилаю-
щей поверхности. При разработке способов усвоения в модели этих данных произведены калибровка и ве-
рификация модели (путем сравнения оценок названных температур, полученных по модели и по информа-
ции AVHRR и MODIS, а также величин суммарного испарения и влажности почвы); проведено исследова-
ние возможности использования в качестве ее параметров спутниковых оценок LAI и B (также при сравне-
нии спутниковых и модельных оценок температур); выполнены расчеты вертикальных потоков влаги для
различных вариантов задания LAI и B по данным AVHRR и MODIS и по наземным данным, а также при
использовании в качестве переменных модели определенных по данным AVHRR и MODIS значений тем-
ператур подстилающей поверхности. Сравнение величин суммарного испарения и влагосодержания почвы,
рассчитанных для всех вариантов задания параметров, и между собой и с результатами наземных измере-
ний, показало приемлемую точность результатов полученных оценок.
Полный текстСписок литературы:
- Успенский А.Б. Об оценке температуры поверхности суши по данным спутниковых измерений уходящего ИК излучения в диапазоне 10,5-12,5 мкм // Метеорология и гидрология, 1992. №10. С. 19-27.
- Музылев Е.Л., Успенский А.Б., Старцева З.П, Волкова Е.В. Моделирование гидрологического цикла речных водосборов с использованием синхронной спутниковой информации высокого раз- решения // Метеорология и гидрология, 2002. № 5. С. 68-82.
- Valor E., Caselles V. Mapping land surface emissivity from NDVI: application to European, African, and South American areas // Remote Sensing of Environment. V.57. 1996. P. 167-184.
- Музылев Е.Л., Успенский А.Б., Волкова Е.В., Старцева З.П. Использование спутниковой ин- формации при моделировании вертикального тепло- и влагопереноса для речных водосборов. // Исследование Земли из космоса, 2005. № 4. С. 35-44.
- Кучмент Л.С., Демидов В.Н., Мотовилов Ю.Г. Формирование речного стока. Физико- математические модели // М.: Наука, 1983. 216 с.
- Clupp R.B., Hornberger G.M. Empirical equations for some hydraulic properties // Water Resources Research. V.14. № 4. 1978. P. 601-604.
- Старцева З.П. Учет теплопереноса в почве в модели суммарного испарения // Метеорология и гидрология, 1990. № 11. С. 93-100.
- Kuchment L.S., Startseva Z.P. Sensitivity of evapotranspiration and soil moisture in wheat fields to changes in climate and direct effects of carbon dioxide // Hydrological Sciences Journal, 1991. V.36. № 6. P. 631-643.
- Taconet O., Bernard L., Vidal-Madjar D. Evapotranspiration over agricultural region using a surface flux/temperature model based on NOAA-AVHRR data // Journal of Climate and Applied Meteorology. V.25. № 3. 1986. P.284-307.
- Волкова Е.В., Успенский А.Б. Определение количества облачности по изображениям облачно- го покрова в видимом и инфракрасном диапазонах спектра с полярно-орбитальных ИСЗ // Ме- теорология и гидрология, 1998. № 9. С. 15-25.
- Бусарова О.Е., Шумова Н.А. Биометрические характеристики посевов некоторых сельскохо- зяйственных культур и их использование для расчетов испарения // Водные ресурсы, 1987. № 2. С. 130-135.
- Biospheric Aspects of the Hydrological Cycle (BAHS). Report № 27. Ed. by BAHC Core Project Office // Institut fűr Meteorologie, Freie Universitat Berlin, Germany. 1993. 103 p.
- Biftu G.F., Gan T.Y. Semi-distributed, physically based, hydrologic modeling of the Paddle River basin, Alberta, using remotely sensed data // J. Hydrol., 2001. V.244. P. 137-156.