Published March 1, 2022
| Version v1
Publication
Open
Generating Hourly Continuous Evapotranspiration Using Fengyun‐2F Geostationary Satellite Data
- 1. Peking University
- 2. Institute of Tibetan Plateau Research
- 3. Chinese Academy of Sciences
- 4. University of Oklahoma
Description
Abstract Evapotranspiration (ET) plays an important role in water and energy exchange between the atmosphere and the land surface. ET at regional scale is of great importance in hydrology, meteorology, and agriculture. The remotely sensed land surface temperature (LST)‐based two‐source energy balance (TSEB) model is widely used to monitor ET. However, due to the influence of clouds, the quality of remotely sensed LST products is declined and there are also many gaps in the LST products, which make it very difficult to estimate spatio‐temporally continuous ET based on remote sensing data. In this study, we proposed a method to generate hourly continuous ET using Fengyun‐2F geostationary images. First, the hourly continuous real LST are obtained using a clear‐sky LST reconstruction algorithm and radiometric correction algorithm, and then the reconstructed real LST is used to the estimation of latent heat flux using the TSEB model. The results in the Heihe River Basin show that the proposed method can successfully generate hourly continuous ET compared with three eddy covariance sites with different underlying surface. The estimated ET achieves acceptable performance with RMSE = 81.88 W/m 2 and R 2 = 0.67 at hourly scale and with RMSE = 1.48 mm/d and R 2 = 0.65 at daily scale. We believe this can help the community to better understand the water and energy exchange between the atmosphere and the land surface at fine spatio‐temporal scale, especially on the hourly scale.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يلعب التبخر والنتح التجريدي (ET) دورًا مهمًا في تبادل المياه والطاقة بين الغلاف الجوي وسطح الأرض. تتمتع المخلوقات الفضائية على المستوى الإقليمي بأهمية كبيرة في الهيدرولوجيا والأرصاد الجوية والزراعة. يستخدم نموذج توازن الطاقة ثنائي المصدر (TSEB)القائمعلى درجة حرارة سطح الأرض المستشعرة عن بعد على نطاق واسع لمراقبة المخلوقات الفضائية. ومع ذلك، نظرًا لتأثير السحب، انخفضت جودة منتجات LST المستشعرة عن بُعد وهناك أيضًا العديد من الفجوات في منتجات LST، مما يجعل من الصعب جدًا تقدير المخلوقات الفضائية المكانية المستمرة زمنيًا بناءً على بيانات الاستشعار عن بُعد. في هذه الدراسة، اقترحنا طريقة لتوليد مخلوقات فضائية مستمرة كل ساعة باستخدام صور Fengyun-2F الثابتة بالنسبة للأرض. أولاً، يتم الحصول على LST الحقيقي المستمر كل ساعة باستخدام خوارزمية إعادة بناء LST للسماء الصافية وخوارزمية تصحيح القياس الإشعاعي، ثم يتم استخدام LST الحقيقي المعاد بناؤه لتقدير تدفق الحرارة الكامنة باستخدام نموذج TSEB. تُظهر النتائج في حوض نهر هيهي أن الطريقة المقترحة يمكن أن تولد بنجاح مخلوقات فضائية مستمرة كل ساعة مقارنة بثلاثة مواقع تباين دوامي ذات سطح أساسي مختلف. يحقق ET المقدر أداءً مقبولًا مع RMSE = 81.88 واط/م 2 و R 2 = 0.67 على نطاق الساعة ومع RMSE = 1.48 مم/يوم و R 2 = 0.65 على نطاق يومي. نعتقد أن هذا يمكن أن يساعد المجتمع على فهم أفضل لتبادل المياه والطاقة بين الغلاف الجوي وسطح الأرض على نطاق مكاني وزمني دقيق، خاصة على نطاق الساعة.Translated Description (French)
L'évapotranspiration abstraite (ET) joue un rôle important dans les échanges d'eau et d'énergie entre l'atmosphère et la surface terrestre. L'ET à l'échelle régionale est d'une grande importance en hydrologie, en météorologie et en agriculture. Le modèle de bilan énergétique à deux sources (TSEB)basésur la température de surface du sol (LST) télédétectée est largement utilisé pour surveiller l'ET. Cependant, en raison de l'influence des nuages, la qualité des produits LST de télédétection est réduite et il existe également de nombreuses lacunes dans les produits LST, ce qui rend très difficile l'estimation spatio-temporelle continue de l'ET sur la base des données de télédétection. Dans cette étude, nous avons proposé une méthode pour générer des ET continus horaires à l'aide d'images géostationnaires Fengyun‐2F. Tout d'abord, le LST réel continu horaire est obtenu à l'aide d'un algorithme de reconstruction LST en ciel clair et d'un algorithme de correction radiométrique, puis le LST réel reconstruit est utilisé pour l'estimation du flux de chaleur latente à l'aide du modèle TSEB. Les résultats dans le bassin de la rivière Heihe montrent que la méthode proposée peut générer avec succès ET continu horaire par rapport à trois sites de covariance tourbillonnaire avec une surface sous-jacente différente. L'ET estimé atteint des performances acceptables avec RMSE = 81,88 W/m 2 et R 2 = 0,67 à l'échelle horaire et avec RMSE = 1,48 mm/j et R 2 = 0,65 à l'échelle quotidienne. Nous pensons que cela peut aider la communauté à mieux comprendre les échanges d'eau et d'énergie entre l'atmosphère et la surface terrestre à une échellespatio-temporelle fine, en particulier à l'échelle horaire.Translated Description (Spanish)
La evapotranspiración (ET) juega un papel importante en el intercambio de agua y energía entre la atmósfera y la superficie terrestre. ET a escala regional es de gran importancia en hidrología, meteorología y agricultura. El modelo de balance de energía de dos fuentes (TSEB)basadoen la temperatura de la superficie terrestre (LST) por teledetección se utiliza ampliamente para monitorear ET. Sin embargo, debido a la influencia de las nubes, la calidad de los productos de LST teledetectados disminuye y también hay muchas lagunas en los productos de LST, lo que hace que sea muy difícil estimar la ET espacio-temporalmente continua en función de los datos de teledetección. En este estudio, propusimos un método para generar ET continuo por hora utilizando imágenes geoestacionarias Fengyun‐2F. Primero, los LST reales continuos por hora se obtienen utilizando un algoritmo de reconstrucción de LST de cielo despejado y un algoritmo de corrección radiométrica, y luego el LST real reconstruido se utiliza para la estimación del flujo de calor latente utilizando el modelo TSEB. Los resultados en la cuenca del río Heihe muestran que el método propuesto puede generar con éxito ET continuo por hora en comparación con tres sitios de covarianza de remolinos con diferentes superficies subyacentes. El ET estimado logra un rendimiento aceptable con RMSE = 81.88 W/m 2 y R 2 = 0.67 a escala horaria y con RMSE = 1.48 mm/d y R 2 = 0.65 a escala diaria. Creemos que esto puede ayudar a la comunidad a comprender mejor el intercambio de agua y energía entre la atmósfera y la superficie terrestre a una escala espacio-temporal fina, especialmente en la escala horaria.Files
2021EA002090.pdf
Files
(16.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:329864354e4bc0bbdd75bbad53c4d120
|
16.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- توليد التبخر المستمر كل ساعة باستخدام بيانات الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة للأرض Fengyun -2F
- Translated title (French)
- Génération d'évapotranspiration continue horaire à l'aide de données satellitaires géostationnaires Fengyun‐2F
- Translated title (Spanish)
- Generación de evapotranspiración continua por hora utilizando datos satelitales geoestacionarios Fengyun-2F
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4210624232
- DOI
- 10.1029/2021ea002090
References
- https://openalex.org/W1981663377
- https://openalex.org/W1984443733
- https://openalex.org/W1993803475
- https://openalex.org/W1995196615
- https://openalex.org/W1995436427
- https://openalex.org/W1996141974
- https://openalex.org/W2000746384
- https://openalex.org/W2018318189
- https://openalex.org/W2029876965
- https://openalex.org/W2029935595
- https://openalex.org/W2034677232
- https://openalex.org/W2034857520
- https://openalex.org/W2052069508
- https://openalex.org/W2056784617
- https://openalex.org/W2091601871
- https://openalex.org/W2116594166
- https://openalex.org/W2123303881
- https://openalex.org/W2127321683
- https://openalex.org/W2130031595
- https://openalex.org/W2130797201
- https://openalex.org/W2141748334
- https://openalex.org/W2147611675
- https://openalex.org/W2151079415
- https://openalex.org/W2158255738
- https://openalex.org/W2158268769
- https://openalex.org/W2162906470
- https://openalex.org/W2164254717
- https://openalex.org/W2167453193
- https://openalex.org/W2172396214
- https://openalex.org/W2801586435
- https://openalex.org/W288844053
- https://openalex.org/W2903285181
- https://openalex.org/W2904909458
- https://openalex.org/W3018362076
- https://openalex.org/W3137743298
- https://openalex.org/W3146706315
- https://openalex.org/W3156133011
- https://openalex.org/W3168783671
- https://openalex.org/W4242416531