地理資源所團隊在SIF衛星遙感助力驟旱水文業務預報取得新進展
隨著全球變化加劇,業務水文預報不再只是洪水預報,還包括干旱預報。干旱識別和干旱響應評估是干旱預報的基礎。
由極端氣候異常在同一地區持續數周至數月引發的驟發性干旱事件,與緩慢發展的干旱事件相比,由于發生突然,來不及預警,可能會對生態與環境,特別是對植被生態系統造成更大的負面影響。
科學界對驟旱的定義一直在完善。經典定義是雙元定義,即既考慮驟旱的迅速加劇(即驟發), 又考慮實際的濕度的限制 (即干旱)。在此基礎上,中國科學院地理科學與資源研究所相關研究團隊提出驟旱的三元新定義,即在雙元定義基礎上增加考慮總持續時間。因為如果干旱期過短,干旱時間可能不足以對生態系統產生負面影響?;谒岢龅娜E旱新定義,研究團隊識別出2019年4月30日至6月9日的干旱為過去19年來(2001到2019年)海河流域發生的最嚴重的驟旱事件。
遙感植被指數廣泛用于監測干旱對植被的影響, 這些指數對干旱響應具有明顯的滯后性。隨著遙感技術的發展,星載光譜儀實現了全球的日光誘導葉綠素熒光(SIF)反演。鑒于SIF能快速響應光合的變化, 研究團隊聯合 SIF和VI,采用自主研發的VIP分布式生態水文模型,探討了不同植被類型對此次驟旱事件的響應。發現與森林和草地相比,農田的SIF和SIFyield對水分流失和補給更為敏感。低輻射改變了熒光與光合作用之間的線性關系。驟旱造成了40%流域范圍的GPP受到損失,最大損失達到0.16 kg C m-2。
以上成果發表于 Journal of Environmental Management。論文第一作者和通訊作者分別為中國科學院地理科學與資源研究所的博士研究生姚亭亭和導師劉蘇峽研究員,合作者為胡實副研究員和莫興國研究員。成果受國家重點研發計劃”( 2018YFE0106500和2017YFA0603702)及中丹合作項目(18-M01-DTU, 8087-00002B)等項目資助。
論文鏈接為:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301479722005205
Yao T, Liu S, Hu S, Mo X. Response of vegetation ecosystems to flash drought with solar-induced chlorophyll fluorescence over the Hai River Basin, China during 2001-2019. J Environ Manage. 2022 Jul 1;313:114947. doi: 10.1016/j.jenvman.2022.114947 Epub 2022 Apr 11. PMID: 35421694
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