Eine einfache Methode zur Schätzung der tatsächlichen Evapotranspiration aus einer Kombination von Nettostrahlung, Vegetationsindex und Temperatur

Die Satellitenfernerkundung ist eine vielversprechende Technik zur Schätzung der globalen oder regionalen Evapotranspiration (ET). Eine einfache und genaue Methode ist entscheidend, wenn ET mit Daten der Fernerkundung geschätzt wird. Eine solche Methode wird untersucht, indem die Satellitenmessungen und die umfangreichen bodengestützten Messungen an acht verbesserten Oberflächenmessstationen im Southern Great Plains (SGP)-Gebiet der Vereinigten Staaten von Januar 2002 bis Mai 2005 genutzt werden. Die Datenanalyse zeigt, dass die Korrelationskoeffizienten zwischen ET und der Nettostrahlung an der Oberfläche am höchsten sind, gefolgt von Temperaturen (Lufttemperatur oder Bodentemperatur, T s ) und Vegetationsindizes (verbesserter Vegetationsindex (EVI) oder normalisierter differenzierter Vegetationsindex (NDVI)). Eine einfache Regressionsgleichung wird vorgeschlagen, um ET unter Verwendung der Nettostrahlung an der Oberfläche, der Luft- oder Bodentemperaturen und der Vegetationsindizes zu schätzen. ET kann unter Verwendung der tagsüber gemittelten Lufttemperatur und EVI mit einem quadratischen Mittelwertfehler (RMSE) von ∼30 W m −2 und einem Korrelationskoeffizienten von 0,91 über alle Standorte und Jahre geschätzt werden. ET kann auch mit vergleichbarer Genauigkeit unter Verwendung von NDVI und T s geschätzt werden. Noch wichtiger ist, dass die tagsüber gemittelte ET auch nur mit einer Messung pro Tag der Temperaturen (der maximalen Lufttemperatur oder T s ) mit vergleichbarer Genauigkeit geschätzt werden kann. Eine Sensitivitätsanalyse zeigt, dass die vorgeschlagene Methode nur geringfügig empfindlich auf Fehler von Temperaturen, Vegetationsindizes und Nettostrahlung an der Oberfläche reagiert. Eine unabhängige Validierung wurde mit den Messungen durchgeführt, die mit der Eddy-Kovarianz-Methode an sechs AmeriFlux-Standorten in den Vereinigten Staaten von 2001 bis 2006 gesammelt wurden. Die Landbedeckung, die mit den AmeriFlux-Standorten verbunden ist, reicht von Grasland über Ackerland bis hin zu Wäldern. Die Ergebnisse zeigen, dass ET vernünftig vorhergesagt werden kann, mit einem Korrelationskoeffizienten, der von 0,84 bis 0,95 variiert, und einer Verzerrung, die von 3 W m −2 bis 15 W m −2 variiert, sowie einem RMSE, das von ∼30 W m −2 bis ∼40 W m −2 variiert. Die positive Verzerrung resultiert teilweise aus dem Energieungleichgewichtsproblem, das bei der Eddy-Kovarianz-Methode festgestellt wurde. Die vorgeschlagene Methode kann ET über einen breiten Bereich von Bodentrockenheitsgehalten und Landbedeckungsarten vorhersagen.