Revista de teledetección y SIG

Abstracto

Reducción de la escala de las recuperaciones de humedad del suelo con radiómetro de barrido por microondas avanzado (AMSR-E) utilizando una técnica de ajuste exponencial de la precipitación en múltiples escalas de tiempo

Chengmin Hsu, Lynn E. Johnson*, Robert J. Zamora, Timothy Schneider y Robert Cifelli

La respuesta hidrológica en todas las resoluciones está controlada por procesos físicos. Capturar con precisión el proceso físico a alta resolución es esencial para reducir la escala de muchas observaciones satelitales a resoluciones gruesas. En este artículo, se desarrolla un modelo de reducción de escala de la humedad del suelo representativo del proceso en cuatro dimensiones para reducir la escala del producto de humedad del suelo con resolución de 25 km del Radiómetro de Barrido de Microondas Avanzado-EOS (AMSR-E). El modelo se compone del cálculo de un índice de acumulación de precipitación antecedente (APA) para capturar las variaciones espaciales y temporales de la humedad del suelo a la resolución de 500 m, y la aplicación de un Sistema de Información Geográfica (GIS) para simular procesos físicos que pueden regular los cambios de humedad del suelo a lo largo de las cuencas hidrográficas. El índice APA, como representación del valor provisional de la humedad del suelo, se calcula adoptando una formulación exponencial para sintetizar los efectos de la infiltración, la eficiencia de evaporación del suelo y la resistencia de la vegetación en el contenido de agua del suelo después de la precipitación. Se seleccionan cinco días de derivados de humedad del suelo AMSR-E que abarcan el inicio del monzón y la duración de la tormenta para la reducción de escala. Los resultados muestran que la variación espacial de la humedad del suelo está controlada principalmente por la distribución de la precipitación y las propiedades del suelo. Posteriormente, la humedad relativa del suelo, la radiación y la vegetación se vuelven importantes para controlar los flujos de la superficie terrestre y, por lo tanto, influyen en la variación de la humedad del suelo a medida que avanza el tiempo. Los datos de humedad del suelo a escala reducida (resolución de 500 m) se evalúan utilizando mediciones de humedad del suelo in situ del Banco de pruebas de hidrometeorología (HMT) de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) y las redes de observación de la cuenca experimental Walnut Gulch (WGEW) del Centro de investigación de cuencas hidrográficas del suroeste (SWRC) del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA). El error cuadrático medio (RMSE) entre la humedad del suelo desagregada y la in situ es de 0,034 vol./vol. con un sesgo porcentual (PBIAS) de 0,85%. El valor R2 general es 0,788.