Aktuelle ferngesteuerte Evapotranspirationsmodelle (ET) basieren auf der Oberflächentemperatur der Erde und verwenden hauptsächlich Schlüsselparameter wie die Oberflächentemperatur, die durch die Umkehrung von momentanen Fernerkundungsbildern während des Satellitenüberfluges gewonnen werden, um anschließend die sensible Wärmeflussrate (H), die latente Wärmeflussrate (LE) und die Oberflächenverdunstungsmenge zu berechnen. Die Validierung der Modellergebnisse erfolgt oft mit 30-minütigen Mittelwertdaten, die durch Beobachtungsmethoden wie die Eddy-Kovarianz (EC) erhalten werden, was zu erheblichen Problemen bei der zeitlichen Skalenanpassung führt. Die in den letzten 20 Jahren entwickelte optisch-mikrowellenbasierte Zweifrequenz-Flimmermethode kann H und LE in Skalen von einigen hundert Metern bis zu 10 Kilometern messen und ist für komplexe Geländeformen geeignet. Dabei reicht ein kurzes Mittelungsintervall von 1 bis 2 Minuten aus, um statistisch stabile Flusswerte zu erhalten. Diese Methode ergänzt die Vorteile der EC und bietet eine wichtige Möglichkeit zur Validierung von ferngesteuerten ET-Modellen und Produkten. In dieser Studie basieren die Beobachtungsdaten auf einem optisch-mikrowellenbasierten Doppelband-Flimmermessgerät (OMS), einem Eddy-Kovarianz-Instrument und einem meteorologischen Gradientenmast in den alpinen Grasländern im Oberlauf und den Oasenfeldern im Mittellauf des Heihe-Beckens im Nordwesten Chinas. Der Fokus liegt auf der Untersuchung der signifikanten Vorteile der zeitlichen Skalenanpassung zwischen OMS-Flussmessungen und Fernerkundungs-ET-Modellergebnissen. Die vergleichende Analyse der OMS- und EC-Flussdaten mit verschiedenen Mittelungszeiten (1 min, 2 min, 5 min, 10 min, 15 min, 30 min) zeigt, dass das OMS-System bei kurzen Zeitmaßstäben von nur 1 Minute statistisch stabile Flusswerte liefern kann, was die theoretische Machbarkeit effektiv bestätigt. Bemerkenswert ist, dass dieser Zeitmaßstab im Wesentlichen der Scan-Dauer einzelner Satellitenbilder wie Landsat entspricht. Die Analyse der 1-minütigen OMS-Daten an der alpinen Graslandstation im Oberlauf zeigt, dass innerhalb der bisher üblichen 30-minütigen Validierungsperiode mit Satellitenbildern die Änderungsspanne von H und LE, gemessen mit EC, typischerweise 10 % bis 30 % beträgt. Wenn nur ein 1-minütiger Flusswert zu einem bestimmten Zeitpunkt für die Validierung des ferngesteuerten ET-Modells ausgewählt wird, führt dies zu Unsicherheiten ähnlichen Ausmaßes, die unter atmosphärisch instationären Bedingungen noch zunehmen. Die Validierung der momentanen H- und LE-Schätzungen, basierend auf dem zweiquellen-oberflächenenergiebilanzmodell (TSEB) und Landsat-Bildern, erfolgte mit OMS- und EC-Flussdaten der Oasenstation im Mittellauf. Die Ergebnisse zeigen eine bessere Übereinstimmung der TSEB-Schätzungen mit den 1-minütigen OMS-Messungen. Die zweifrequenzige Flimmermethode ermöglicht die Gewinnung von bodennahen Beobachtungsdaten, die zeitlich und räumlich mit den Satellitenbeobachtungen übereinstimmen, und bietet einen effektiven Weg für die Validierung von ET-Modellen und -Produkten, die auf ferngesteuerter Oberflächentemperatur basieren. Die Verbreitung dieser Technik wird die innovative Entwicklung von ET-Umkehralgorithmen und die Verbesserung der Produktgenauigkeit erheblich fördern.

Zweifrequenz-Flimmermethode; Fernerkundungs-Evapotranspirationsmodelle; Heihe-Becken; sensible und latente Wärmeflüsse; zeitliche Skalenanpassung