Messung der exprimierten Häufigkeit der drei Phasen des Wassers mit einem bildgebenden Spektrometer über schmelzendem Schnee

Basierend auf den Daten eines bildgebenden Spektrometers schätzen wir gleichzeitig die Häufigkeit der drei Phasen des Wassers in einer Umgebung, die schmelzenden Schnee umfasst, wobei die Analyse auf der spektralen Verschiebung im Absorptionskoeffizienten zwischen Wasserdampf, flüssigem Wasser und Eis bei 940, 980 und 1030 nm basiert. Wir wenden einen spektralen Anpassungsalgorithmus an, der die exprimierte Häufigkeit der drei Phasen des Wassers auf einen Datensatz anwendet, der am 14. Juni 1996 mit dem Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS) über dem Mount Rainier, Washington, erworben wurde. Der nieder-schlagbare Wasserdampf variiert von 1 mm über dem Gipfel des Mount Rainier bis 10 mm über den unteren Tälern im Nordwesten. Der äquivalente Pfadabsorption von flüssigem Wasser variiert von 0 bis 13 mm, wobei die Nullwerte über felsigen Gebieten und hochgelegenen Schnee und die hohen Werte mit flüssigem Wasser, das in Vegetationskronen und im schmelzenden Schnee gehalten wird, assoziiert sind. Die Eishäufigkeit variiert von 0 bis 30 mm äquivalente Pfadabsorption in den schnee- und gletscherbedeckten Teilen des Mount Rainier. Die Häufigkeiten von Wasser und Eis stehen in Beziehung zur Menge an flüssigem Wasser und der Größe der Eiskörner in der oberflächennahen Schicht. Die Präzision der Schätzungen, die über lokal homogene Bereiche berechnet wurden, weist auf eine Unsicherheit von besser als 1,5 % für alle drei Phasen hin, außer für flüssiges Wasser in der Vegetation, wo kein optimal homogenes Gebiet gefunden wurde. Die Analyse unterstützt neue Strategien für die hydrologische Forschung und Anwendungen, während bildgebende Spektrometer zunehmend verfügbar werden.