Верификация оценки потока ETa8 по данным дистанционного зондирования Земли на территории Марксовского района

Представлены результаты верификации оценок потока фактического испарения (ETa8), полученных по данным дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), с использованием наземного мониторинга влажности корнеобитаемого слоя почвы (КС-ПП) на экспериментальном участке с многолетним посевом орошаемой люцерны в Марксовском районе Саратовской области.

Развитие методов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) открывает новые возможности для оперативной и масштабной оценки водопотребления сельскохозяйственных культур. Однако достоверность спутниковых продуктов, таких как MOD16A2, требует верификации на основе данных наземных наблюдений. Настоящее исследование направлено на сравнение оценок фактического испарения (ETa8), полученных по данным ДЗЗ, с результатами полевого мониторинга влажности почвы на примере орошаемых посевов люцерны в условиях Саратовского Заволжья.

Экспериментальные исследования проводились в 2006–2009 гг. на участке с многолетним посевом люцерны, расположенном вблизи контуров, орошаемых дождевальными машинами кругового действия (ДМ-КД) «Фрегат» агрофирмы «Михайловское». Шесть опытных площадок размером 6×2 м были размещены на неорошаемой части поля. Мониторинг влажности КС-ПП выполнялся влагомером TRIME–FM (IMKO micromodultechnik, GmbH), а метеорологические данные фиксировались автоматической станцией ZENO–3200, установленной в 1 км от участка. Поливы экспериментальных площадок синхронизировались с производственными контурами, обеспечивая аналогичный водный режим. Расчёт потоков ETa по данным наземного мониторинга проведён для 2007 и 2008 гг., в которые был получен полный набор измерений. Для межполивных периодов применён метод инверсии водного баланса, а результаты суммировались по интервалам, соответствующим восьмидневным данным продукта MOD16A2. В результате получены временные ряды потоков: ETaм — по наземным измерениям на шести площадках, ETa8 — по данным продукта MOD16A2.

Профили потоков ETaм и ETa8 демонстрируют схожие временные изменения, отражающие динамику испарения в течение вегетационного периода. Более плотное распределение значений ETaм объясняется дециметровым масштабом измерений по сравнению с разрешением спутниковых данных порядка сотен метров. Корреляционный анализ временных рядов показал высокую степень согласованности: коэффициенты корреляции составили 0,951 для 2007 г. и 0,969 для 2008 г. Это свидетельствует о достоверности спутниковых оценок испарения и возможности их использования для агрометеорологических расчётов водопотребления.

Верификация данных продукта MOD16A2 показала, что спутниковые оценки потока ETa8 хорошо согласуются с результатами наземного мониторинга. Применение ДЗЗ позволяет надёжно оценивать фактическое испарение и водопотребление сельскохозяйственных культур, что особенно важно для регионов с развитым орошаемым земледелием.

Исследование выполнено в рамках государственного задания по теме «Исследования процессов формирования ресурсов поверхностных и подземных вод, экстремальных гидрологических явлений в изменяющихся климатических условиях, развитие методов параметризации гидрологических процессов в моделях климата» (FMWZ-2025-0001)» ИВП РАН и Программы стратегического академического лидерства Южного федерального университета ("Приоритет 2030")