Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 14–18 ноября 2022 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XX.F.308

Сравнительный анализ спутниковых и контактных измерений влажности почвы в условиях засухи и почвенного засоления

Хвостов И.В. (1), Рябинин И.В. (1), Романов А.Н. (1)
(1) Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул, Россия
Явления суховея, атмосферной и почвенной засухи в аграрных регионах наносят существенный экономический урон сельскому хозяйству. Мониторинг этих опасных явлений с целью выявления, профилактики и оценки ущерба осуществляется средствами наземных и спутниковых измерений. При локальной оценке почвенной засухи опираются на такие параметры как количество выпавших осадков, профили влажности почвы, температура и скорость ветра, определяемые на стационарных и мобильных постах (Svoboda, Fuchs, 2016).
Для оценки на большой площади состояния растительного покрова в период вегетации и обеспеченности сельскохозяйственных культур продуктивной влагой используют индексы EVI, NDVI, SAVI, SCEI, основанные на результатах спутниковых измерений в оптическом и ближнем ИК диапазонах (Zargar et al., 2011; Золотокрылин и др., 2013).
Проблема выявления предвестников почвенной засухи дистанционными методами, обеспечивающими глобальный охват, связана с экранированием микроволнового излучения почвенного покрова слоем растительности с разной биомассой. Также долю неопределённости вносит явление засоления почв. Решение видится в моделировании микроволнового излучения системы почва-растительность на основе полевых подспутниковых измерений химического состава и профиля влажности почвы и последующем сопоставлении с дистанционно регистрируемым микроволновым излучением.
По факту выявления критического снижения урожайности вследствие засух, как правило, вводится режим ЧС. В Алтайском крае такая ситуация или близкая к ней складывается уже на протяжении трёх лет почти во всех муниципальных районах региона, а также наблюдалась 2012 году.
В данной работе производится анализ сезонной и межгодовой динамики профилей влажности плодородного слоя почв на нескольких тестовых участках, расположенных на территории Кулундинской равнины. Измерения влажности выполнены по методикам ГУ «ВНИИСХМ» [Гридасов, Астафьева, 2011] в 2019, 2022 годах. Результаты сопоставлены со спутниковыми данными микроволнового радиометра MIRAS [Kerr et al., 2010] о влажности поверхностного слоя почвы и позволяют судить о возможности использования ежедневных продуктов L1CL, L2SM спутникового наблюдения для раннего оповещения об угрозах возникновения почвенной засухи. Для оценки влияния почвенного засоления на возможность восстановления влажности по дистанционным алгоритмам ESA, проводится сопоставление с подспутниковыми измерениями влажности и химического состава почв в окрестностях оз. Ажбулат (Казахстан) в 2014 году.
Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда № 22-17-20041, https://rscf.ru/project/22-17-20041/.

Ключевые слова: почвенная засуха, влажность почвы, микроволновая радиометрия
Литература:
  1. Svoboda M., Fuchs B.A. Handbook of Drought Indicators and Indices // World Meteorological Organization (WMO) and Global Water Partnership (GWP). 2016. Geneva.
  2. Золотокрылин А.Н., Титкова Т.Б., Черенкова Е.А., Виноградова В.В. Сравнительные исследования засух 2010 и 2012 гг. на Европейской территории России по метеорологическим и MODIS данным // Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса. 2013. Т. 10. № 1. С. 246-253.
  3. Zargar A., Sadiq R., Naser B. and Khan F.I. A review of drought indices // Environmental Reviews. 2011. Is. 19. pp. 333–349.
  4. Гридасов В.Ф., Астафьева Ю.В. Оценка степени увлажнения почв // Метеоспектр. 2011. № 1. С. 84-92.
  5. Kerr Y. H., Waldteufel P., Wigneron J.P., et al. The SMOS Mission: New Tool for Monitoring Key Elements of the Global Water Cycle // Proceedings of IEEE 2010. Vol. 98. Is. 5. pp. 666-687. DOI: 10.1109/JPROC.2010.2043032

Презентация доклада



Ссылка для цитирования: Хвостов И.В., Рябинин И.В., Романов А.Н. Сравнительный анализ спутниковых и контактных измерений влажности почвы в условиях засухи и почвенного засоления // Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2022. C. 345. DOI 10.21046/20DZZconf-2022a

Дистанционное зондирование растительных и почвенных покровов

345