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光学-マイクロ波フリッカ計フラックス観測によるリモートセンシング蒸散モデルの時間スケール整合に関する研究
XU Feinan
,
WANG Weizhen
,
HUANG Chunlin
,
WANG Jiemin
,
FENG Jiaojiao
,
DONG Leilei
,
REN Zhiguo
,
LI Yan
,
ZHANG Yang
,
DOI:
10.11834/jrs.20253460
摘要
現在の地表面温度に基づくリモートセンシング蒸散(ET)モデルは、衛星通過時に取得される瞬時リモートセンシング画像から地表面温度などの重要なパラメータを逆推定し、感熱流束(H)、潜熱流束(LE)および地表蒸散量を推算しています。一方、モデル結果の検証には、渦相関(EC)法などの観測手法で得られた30分平均のフラックスデータが主に用いられ、両者間で顕著な時間スケールの不一致問題があります。過去20年間で発展した光学-マイクロ波二波長光フリッカ法は、数百メートルから10キロメートル規模のHおよびLEを測定可能であり、起伏のある複雑な下地面に適用でき、1〜2分という短い平均時間で統計的に安定したフラックス結果を得ることができます。この方法はECの利点を補完し、リモートセンシングETモデルおよび製品の検証に重要な機会を提供します。本研究は、中国北西部黒河流域上流の高寒草地および中流のオアシス農地における光学-マイクロ波二波長フリッカ計(OMS)、渦相関計および気象梯度塔の観測データに基づき、OMSフラックス観測とリモートセンシングETモデル結果の時間スケール整合に関する顕著な利点に着目しました。異なる平均時間(1分、2分、5分、10分、15分、30分)におけるOMSおよびECフラックスデータの比較解析の結果、OMSシステムは1分という短時間スケールでも統計的に安定したフラックス観測値を取得でき、その理論的妥当性が有効に検証されました。注目すべきは、この時間スケールがLandsat等の衛星通過の単一画像の走査時間とほぼ一致している点です。上流水域の高寒草地観測点の1分OMSフラックス観測データの解析により、従来よく用いられてきた30分内での衛星画像結果検証において、EC観測によるHおよびLEの変動幅は通常10%〜30%に達することが示されました。仮に特定の時刻の1分間のフラックス観測値のみをリモートセンシングETモデル検証に使用すると、導入される不確実性は同程度に達し、大気の非定常条件下ではその不確実性がさらに増大します。中流域のオアシス農地観測点におけるOMSおよびECフラックス観測データを利用し、二源地表面エネルギーバランス(TSEB)モデルおよびLandsat画像に基づく瞬時HおよびLEの検証を行いました。結果は、TSEBモデルの推定値が1分OMSフラックス観測値とより良い一致を示しました。二波長光フリッカ法は、衛星観測の時空間スケールに適合した地上観測データを取得でき、リモートセンシング地表温度データに基づくETモデルおよび製品検証のための有効な手段を提供します。この技術の普及応用は、関連するET逆算アルゴリズムの革新的発展と製品精度向上を強力に促進するでしょう。
关键词
二波長光フリッカ法;リモートセンシング蒸散モデル;黒河流域;感熱および潜熱フラックス;時間スケール整合
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