Анализ влажности почвы по данным наземной сети и дистанционного спутникового зондирования

Оценка влагообеспеченности посевов является одной из наиболее важных и ответственных частей агрометеорологических мониторинга. Эта оценка базируется на трудо-, энерго- и время-затратных наблюдениях за запасами продуктивной влаги, проводимыми на станциях Росгидромета, под разными с.-х. культурами на производственных полях. Сама влагообеспеченность может зависеть от вида культуры. В последнее десятилетие появилась возможность оценивать влажность почвы с использованием средств дистанционного зондирования Земли. В настоящее время на орбите функционируют спутники MetOp-А и MetOp-B со скаттерометром ASCAT на борту. По этим измерениям оценивается относительная влажность верхнего слоя почвы. Таким образом, мы имеем два независимых источника информации о влажности почвы: сравнительно редкие по пространству и времени, но более надежные данные о запасах продуктивной влаги по всему почвенному профилю с сети станций Росгидромета и ежедневные, с высоким пространственным разрешением, но относящиеся лишь к верхнему слою почвы спутниковые наблюдения. Был проанализирован ряд данных с 2012 по 2015 годы. Предложен алгоритм оптимального нелинейного (лучшие статистические оценки на нашем архиве) пересчета данных дистанционного зондирования в запасы продуктивной влаги для верхних 10- и 20-сантиметровых слоев почвы. Для них по данным сети станций Росгидромета оценены пространственные корреляционные функции. Предложен метод контроля измерений запасов продуктивной влаги верхних слоев почвы. Можно предположить, что разрабатываемый совместный объективный анализ почвенной влаги по данным дистанционного зондирования и наземным измерениям получится точнее, если заранее учесть географию почв и природные зоны.

При подготовке статьи Ф.Л.Быков и В.А.Гордин были поддержаны грантом (16-05-0069) в рамках Программы «Научный фонд Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» (НИУ ВШЭ)» в 2016-2017 гг. с использованием средств субсидии на государственную поддержку ведущих университетов Российской Федерации в целях повышения их конкурентоспособности среди ведущих мировых научно-образовательных центров, выделенной НИУ ВШЭ.