Разработка основ спутникового метода определения влажности почв лесных экосистем с использованием СВЧ-радиометрии L - И Р-диапазона РФФИ: -а

РАЗРАБОТКА ОСНОВ СПУТНИКОВОГО МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ПОЧВ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЧ-РАДИОМЕТРИИ L - И Р-ДИАПАЗОНА

1997

, , , ,
Институт радиотехники и электроники РАН (Фрязинская часть) (ИРЭ РАН ФЧ)
Московская обл., г. Фрязино, пл. Введенского, 1. Тел.: [phone] Факс: [phone]

Создана глобальная комплексная модель собственного радиотеплового излучения земной поверхности в L - и P-участках СВЧ-диапазона. Модель учитывает вклад собственного излучения 4-х уровней - почвы, растительного покрова, атмосферы (тропосферы и ионосферы) и галактического радиоизлучения. С помощью данной модели проведено численное моделирование радиоизлучения земной поверхности с горизонтальным пространственным разрешением, принятым в GCM (атмосферная общая циркуляционная модель) - 4° по широте и 5° по долготе - на основе архивных и климатических данных о почве, лесной растительности и метеопараметрах поверхности и атмосферы. Результаты численного моделирования радиояркостных температур земной поверхности на длинах волн 15, 21, 30, 43, 50, 60, 75 и 100 см позволили оценить вклад каждого уровня в общее излучение системы "поверхность-лес-атмосфера-космос", исследовать глобальную пространственно-временную изменчивость излучения различных уровней (степень детальности анализа изменчивости определялась полнотой архива) и оценить взаимосвязь спектров радиоизлучения системы с влажностью почв под пологом леса.

A global complex model of natural microwave radiation of the Earth at L - and P-bands has been elaborated. The model assimilates radiative characteristics of the soil, vegetative cover, atmosphere (troposphere and ionosphere) and sky (cosmic) radiation. Resting upon this model a numerical modeling the Earth natural microwave radiation with climatic and archival characteristics of a soil, vegetation and atmosphere has been fulfilled. For this purpose the horizontal spatial resolution of 4 degrees latitude by 5 degrees longitude adopted in the GCM (General Circulation Model) has been used. The results of modeling the earth brightness temperature at the wavelengths 15, 21, 30, 43, 50, 60, 75 and 100 сm let us to evaluate the deposit of radiative characteristics of various components into natural radiation of "earth surface-forest-atmosphere-cosmos" the system and to estimate their global spatial and temporal variability as well as to analyze the intercommunication between spectral characteristics of microwave radiation and soil moisture in forest ecosystems.

1998

, , , ,
Институт радиотехники и электроники РАН (Фрязинское отделение) (ИРЭ РАН ФЧ)
Московская обл., г. Фрязино, пл. ак. Введенского, д.1 Тел.: [phone] Факс: [phone]

Создана глобальная комплексная модель собственного радиотеплового излучения земной поверхности в L - и P-участках СВЧ-диапазона. Модель учитывает вклад собственного излучения 4-х уровней - почвы, растительного покрова, атмосферы (тропосферы и ионосферы) и галактического радиоизлучения. С помощью данной модели проведено численное моделирование радиоизлучения земной поверхности с горизонтальным пространственным разрешением, принятым в GCM (атмосферная общая циркуляционная модель) - 4° по широте и 5° по долготе - на основе архивных и климатических данных о почве, лесной растительности и метеопараметрах поверхности и атмосферы. Результаты численного моделирования радиояркостных температур земной поверхности на длинах волн 21, 43, 50 и75 см позволили оценить вклад каждого уровня в общее излучение системы "поверхность-лес-атмосфера-космос", исследовать глобальную пространственно-временную изменчивость излучения различных уровней и оценить взаимосвязь спектров радиоизлучения системы с влажностью почв под пологом леса. Валидация модельных данных выполнена по экспериментальным самолетным данным в L-диапазоне и спутниковым данным в миллиметровом и сантиметровом участках спектра. Предложенные схемы оценки влажности почв апробированы на модельных и экспериментальных самолетных данных.

A global complex model of natural microwave radiation of the Earth at L - and P-bands has been elaborated. The model assimilates radiative characteristics of the soil, vegetative cover, atmosphere (troposphere and ionosphere) and sky (cosmic) radiation. Resting upon this model a numerical modeling the Earth natural microwave radiation with clymatic and archival characteristics of a soil, vegetation and atmosphere has been fulfilled. For this purpose the horizontal spatial resolution of 4 degrees latitude by 5 degrees longitude adopted in the GCM (General Circulation Model) has been used. The results of modeling the earth brightness temperature at the wavelengths 21, 43, 50, and 75 cm let us to evaluate the deposit of radiative characteristics of various components into natural radiation of "earth surface-forest-atmosphere-cosmos" the system and to estimate their global spatial and temporal variability as well as to analyze the intercommunication between spectral characteristics of microwave radiation and soil moisture in forest ecosystems. The validation of the results of modelling with the results of experimental observations in the millimeter and centimeter range of wavelengths from aircrafts has been fulfilled. Proposed algorithms of estimation of the soil moisture have been tested with the data of experimental (aircraft) measurements.