基于遥感太阳诱导叶绿素荧光的旱地蒸散量估算：在双源能量平衡模型中约束最优气孔模型
定量方法
2022-06-30 v1
摘要
蒸散量（ET）是旱地最大的水分流失通量，但ET及其在植物蒸腾（T）与土壤蒸发（E）之间的分配量化不足，尤其在精细时间尺度上。依赖感热通量估算的基于物理的遥感模型，如双源能量平衡模型，若能更明确地考虑气孔调控对旱地ET的关键影响将获益。本研究的目的是评估太阳诱导叶绿素荧光（SIF，光合作用的替代指标）在旱地双源能量平衡模型中约束最优气孔模型冠层导度（Gc）的价值。我们以原位涡动协方差GPP为基准评估ET估算，并与使用连续太阳诱导叶绿素荧光（CSIF）遥感产品替代GPP、以及考虑或不考虑根区土壤湿度对Gc影响的结果进行比较。估算的ET在四个草原和两个树-草旱地生态系统中均表现稳健。模拟ET与原位GPP对比，在半小时（每日）时间尺度上平均R2为0.73（0.86），RMSE为0.031（0.36）mm。明确包含土壤湿度对Gc的影响后，R2提升至0.76（0.89）。对于CSIF模型，包含土壤湿度影响后ET估算的平均R2同样改善：从0.65（0.79）升至0.71（0.84），RMSE随站点不同介于0.023（0.22）至0.043（0.54）mm之间。我们的结果证明了SIF在极低ET条件下估算亚日和每日ET通量的能力。SIF可提供有效的植被信号以约束气孔导度并将旱地ET划分为T和E。该方法可利用CSIF、TROPOMI-SIF或即将发射的FLEX任务等遥感SIF估算推广至区域尺度估算。
引用
@article{arxiv.2206.14416,
title = {Dryland evapotranspiration from remote sensing solar-induced chlorophyll fluorescence: constraining an optimal stomatal model within a two-source energy balance model},
author = {Jingyi Bu and Guojing Gan and Jiahao Chen and Yanxin Su and Mengjia Yuan and Yanchun Gao and Francisco Domingo and Mirco Migliavacca and Tarek S. El-Madany and Pierre Gentine and Monica Garcia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.14416},
year = {2022}
}