##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

مژده جامعی محمد موسوی بایگی امین علیزاده برویز ایران نژاد

چکیده

رطوبت خاک یکی از مهمترین متغیرهای چرخه هیدرولوژیکی است که نقش کلیدی در پیش¬بینی¬های هواشناسی، مدل¬سازی هیدرولوژیکی، مطالعات تغییراقلیم و مدیریت منابع آب دارد. در سال¬های اخیر برآورد¬های جهانی رطوبت خاک از طریق سنجنده¬های مایکروویو ماهواره¬ای میسر شده و داده¬های آنها در دسترس قرار گرفته¬اند. اسموس نخستین ماموریت ماهواره¬ای آژانس¬ فضایی اروپا برای پایش جهانی رطوبت خاک است که در سال 2009 آغاز و هم ¬اکنون نیز درحال بهره¬برداری می¬باشد. این ماهواره حامل اولین رادیومتر مایکروویو دوبعدی باند-L است که رطوبت سطحی خاک را درفرکانس4/1 گیگاهرتز بازیابی می¬نماید. هدف تحقیق حاضر اعتبارسنجی بازیابی¬های رطوبت خاک ماهواره اسموس در پنج محدوده مطالعاتی غرب و جنوب¬غربی کشور است. اعتبارسنجی داده¬های اسموس با استفاده از داده¬های رطوبت خاک اندازه¬گیری شده در پنج ایستگاه¬ها هواشناسی انجام گردید. نتایج تحقیق نشان داد که بین برآوردهای رطوبت خاک اسموس و اندازه¬گیری¬های¬ زمینی در ایستگاه¬ها همبستگی خوبی (88/0تا75/0R=) وجود دارد. ارزیابی خطای اعتبارسنجی¬ها مشخص¬ نمود که بازیابی¬های اسموس در ایستگاه¬های اهواز، سرارود و سرابله به ترتیب با مقادیرm3m−304/0، 011/0،048/0=MBE مقداری ¬کم¬برآوردی و در ایستگاه¬های داراب و اکباتان با m3m−301/0-، 031/0-=MBE مقداری بیش¬برآوردی دارند. تحلیل شاخص RMSD نیز بیانگر آن بود که داده¬های ماهواره در مقایسه با داده¬های رطوبت خاک ایستگاه¬ها از دقت مناسبی (m3m−3062/0تا 02/0=RMSD) برخوردارند. در ایستگاه اهواز بازیابی¬های اسموس با بالاترین ضریب همبستگی (88/0R=) وm3m−348/0RMSD=، نزدیک¬ترین دقت را به دقت هدف ماموریت اسموس (m3m−304/0RMSD =) دارند. در مجموع داده¬های ماهواره اسموس با دقت و کیفیت مطلوبی که در منطقه مطالعاتی دارند می¬توانند ابزار مناسبی برای تهیه نقشه¬های رطوبت خاک باشند.

جزئیات مقاله

مراجع
1- Al-Yaari A., Wigneron, J.-P., Ducharne, A., Kerr, Y., De Rosnay, P., De Jeu, R., Govind, A., Al Bitar, A., Albergel, C., and Munoz-Sabater J. 2014. Global-scale evaluation of two satellite-based passive microwave soil moisture datasets (SMOS and AMSR-E) with respect to Land Data Assimilation System estimates, Remote Sensing of Environment, 149: 181-195.
2- Al Bitar A., Leroux, D., Kerr, Y. H., Merlin, O., Richaume, P., Sahoo, A., and Wood E. F. 2012. Evaluation of SMOS soil moisture products over continental US using the SCAN/SNOTEL network, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 50 (5): 1572-1586.
3- Bircher S., Skou N., Kerr Y.H., and Member S. 2013.Validation of SMOS L1C and L2 Products and Important Parameters of the Retrieval Algorithm in the Skjern River Catchment , Western Denmark, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 51:2969-85.
4- Coopersmith E.J., Cosh M.H., Petersen W.A., Prueger J., and Niemeier J.J. 2015.Soil Moisture Model Calibration and Validation: An ARS Watershed On the South Fork of the Iowa River, Journal of Hydrometeorology, 16, 1087-1101.
5- Dall'Amico J.T.2012. Multiscale analysis of soil moisture using satellite and aircraft microwave remote sensing, in situ measurements and numerical modelling , Dissertation, University of Munich, Department of Geography, Munich, Germany.
6- Dall'Amico J.T., Schlenz F., Loew A., Mauser W. 2012. First Results of SMOS Soil Moisture Validation in the Upper Danube Catchment, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,50:1507-16.
7- Djamai N., Magagi R., Goïta K., Hosseini M., Cosh M.H., Berg A., and Toth B. 2015. Evaluation of SMOS soil moisture products over the CanEx-SM10 area, Journal of Hydrology, 520:254-67.
8- Djamai N., Magagi R., Goita K., Merlin O., Kerr Y., and Walker A. 2015.Disaggregation of SMOS soil moisture over the Canadian Prairies, Remote Sensing of Environment,170:255-68.
9- Famiglietti J.S., Ryu D., Berg A.A., Rodell M., and Jackson T.J. 2008. Field observations of soil moisture variability across scales, Water Resources Research,44:1-16.
10- Gherboudj I., Magagi R., Goïta K., Berg A.A., Toth B., and Walker A. 2012.Validation of SMOS Data Over Agricultural and Boreal Forest Areas in Canada, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 50(5):1623-35.
11- González-Zamora Á., Sánchez N., Martínez-Fernández J., Gumuzzio Á., Piles M., Olmedo E. 2015. Long-term SMOS soil moisture products: A comprehensive evaluation across scales and methods in the Duero Basin (Spain), Physics and Chemistry of the Earth,83:123-36.
12- Holl G. 2012.Collocations Toolkit in Atmlab (version 2-1-70).
13- Jackson T.J., Bindlish R., Cosh M., and Zhao T. 2011. SMOS Soil Moisture validation with U.S. in situ networks, IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium: 21-3.
14- Jackson T.J., Bindlish R., Member S., Cosh M.H., Zhao T., Member S., et al. 2012.Validation of Soil Moisture and Ocean Salinity ( SMOS ) Soil Moisture Over Watershed Networks in the U.S., IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 50(5) :1530-43.
15- Kerr Y.H., Waldteufel P., Richaume P., Wigneron J.P., Ferrazzoli P., Mahmoodi A., et al. 2012. The SMOS soil moisture retrieval algorithm, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 50(5):1384-403.
16- Kerr Y.H., Waldteufel P., Wigneron J.-P., Delwart S., Cabot F.O., Boutin J., et al. 2010. The SMOS mission: New tool for monitoring key elements ofthe global water cycle, Proceedings of the IEEE,98(5):666-87.
17- Kerr Y.H., Waldteufel P., Wigneron J.-P., Martinuzzi J.-M., Font J., and Berger M. 2001. Soil moisture retrieval from space: The Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) mission, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing ,39(8):1729-35.
18- Kornelsen K.C., and Coulibaly P. 2015. Reducing multiplicative bias of satellite soil moisture retrievals, Remote Sensing of Environment, 165:109-22.
19- Leroux D.J., Kerr Y.H., Al Bitar A., Bindlish R., Jackson T.J., Berthelot B., et al. 2014.Comparison between SMOS, VUA, ASCAT, and ECMWF soil moisture products over four watersheds in U.S., IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing ,52(3):1562-71.
20- Leroux D.J., Kerr Y.H., Richaume P., and Fieuzal R. 2013.Spatial distribution and possible sources of SMOS errors at the global scale, Remote Sensing of Environment,133:240-50.
21- Louvet S., Pellarin T., al Bitar A., Cappelaere B., Galle S., Grippa M., et al. 2015. SMOS soil moisture product evaluation over West-Africa from local to regional scale, Remote Sensing of Environment,156:383-94.
22- Mason P., Zillman J., Simmons A., Lindstrom E., Harrison D., Dolman H., et al. 2010. Implementation plan for the global observing system for climate in support of the UNFCCC (2010 Update), Geneva: GOOS-184, GTOS-76, WMO-TD/No. 1523, 2010.
23- McNally A., Husak G.J., Brown M., Carroll M., Funk C., Yatheendradas S., Arsenault K., Peters-Lidard C., and Verdin, J.P. 2015. Calculating Crop Water Requirement Satisfaction in the West Africa Sahel with Remotely Sensed Soil Moisture., Journal of Hydrometeorology,16:295-305.
24- Pan M., Sahoo a.K., Wood E.F., Al Bitar A., Leroux D., and Kerr Y.H. 2012. An Initial Assessment of SMOS Derived Soil Moisture over the Continental United States, IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 5(5):1448-57.
25- Sánchez N., Martínez-fernández J., Scaini A., and Pérez-gutiérrez C. 2012.Validation of the SMOS L2 Soil Moisture Data in the REMEDHUS Network ( Spain ), EEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 50(5):1602-11.
26- Schalie R., Parinussa R.M., Renzullo L.J., van Dijk A.I.J.M., Su C.H., and de Jeu R.A.M. 2015. SMOS soilmoisture retrievals using the land parameter retrievalmodel: Evaluation over the Murrumbidgee Catchment, southeast Australia, Remote Sensing of Environment, 163:70-9.
27- Schalie R.v.d., Kerr Y.H., Wigneron J.P., Rodríguez-Fernández N.J., Al-Yaari A., and Jeu R.A.M.d. 2016. Global SMOS Soil Moisture Retrievals from The Land Parameter Retrieval Model, International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 45:125-34.
28- Schlenz F., Dall'Amico J.T., Loew A., and Mauser W. 2012. Uncertainty Assessment of the SMOS Validation in the Upper Danube Catchment., IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 50 (5):1517-29.
29- Su C.-H., Ryu D., Young R.I., Western A.W., and Wagner W. 2013. Inter-comparison of microwave satellite soil moisture retrievals over the Murrumbidgee Basin, southeast Australia, Remote Sensing of Environment,134:1-11.
30- Taylor K.E. 2001. Summarizing multiple aspects of model performance in a single diagram, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 106(D7):7183-92.
31- Wagner W., Brocca L., Naeimi V., Reichle R., Draper C., De Jeu R., et al. 2014. Clarifications on the "comparison between SMOS, VUA, ASCAT, and ECMWF Soil Moisture Products over Four Watersheds in U.S.", IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,52(3):1901-6.
32- Zeng J., Li Z., Chen Q., Bi H. 2014. Method for Soil Moisture and Surface Temperature Estimation in the Tibetan Plateau Using Spaceborne Radiometer Observations, IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters,12(1):97-101.
33- Zeng J., Li Z., Chen Q., Bi H., Qiu J., and Zou P. 2015. Evaluation of remotely sensed and reanalysis soil moisture products over the Tibetan Plateau using in-situ observations, Remote Sensing of Environment,163:91-110.
34- Zhao L., Yang K., Qin J., Chen Y., Tang W., Lu H., and Yang Z.L. 2014.The scale-dependence of SMOS soil moisture accuracy and its improvement through land data assimilation in the central Tibetan Plateau, Remote Sensing of Environment,152:345-55.
ارجاع به مقاله
جامعیم., موسوی بایگیم., علیزادها., & ایران نژادب. (2017). اعتبارسنجی بازیابی‌های رطوبت خاک ماهواره مایکروویو اسموس. آب و خاک, 31(2), 660-672. https://doi.org/10.22067/jsw.v31i2.59170
نوع مقاله
علمی - پژوهشی