Estimação multimodal bayesiana do fluxo de calor latente terrestre global a partir de observações de covariância de Eddy, meteorológicas e de satélites

Resumo A estimativa precisa do fluxo de calor latente terrestre global (LE) baseado em satélite em alta resolução espacial e temporal continua sendo um grande desafio. Neste estudo, introduzimos um método de média de modelos bayesiana (BMA) para melhorar a estimativa de LE terrestre global baseada em satélite, combinando cinco algoritmos baseados em processos. Estes são o algoritmo do produto LE do Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), o algoritmo de LE baseado em Penman-Monteith revisado, o algoritmo de LE baseado em Priestley-Taylor, o algoritmo de LE baseado em Priestley-Taylor modificado para satélite, e o algoritmo de LE semiempírico de Penman. Validamos o método BMA utilizando dados de 2000–2009 e comparando com um método de média de modelos simples (SA) e cinco algoritmos baseados em processos. Os dados de validação foram coletados para 240 locais de torres de covariância de Eddy distribuídos globalmente fornecidos pelos projetos FLUXNET. Os resultados da validação demonstram que os cinco algoritmos baseados em processos utilizados têm incertezas variáveis e o método BMA melhora as estimativas diárias de LE, com menores erros quadráticos médios (RMSEs) do que o método SA e os algoritmos individuais impulsionados pela meteorologia específica das torres e pelos dados meteorológicos da Modern Era Retrospective Analysis for Research and Applications (MERRA) fornecidos pelo NASA Global Modeling and Assimilation Office (GMAO), respectivamente. O RMSE médio para o método BMA impulsionado pela meteorologia específica das torres diárias diminuiu em mais de 5 W/m² para locais de cultivo e gramado, e em mais de 6 W/m² para locais de floresta, arbusto e savana. Os coeficientes médios de determinação (R²) aumentaram em aproximadamente 0,05 para a maioria dos locais. Para testar o método BMA para mapeamento regional, aplicamos para dados MODIS e meteorologia GMAO-MERRA para mapear o LE terrestre global anual médio de 2001–2004 para uma resolução espacial de 0,05°. O método BMA fornece uma base para gerar um produto de LE terrestre global de longo prazo para caracterizar os ciclos globais de energia, hidrológicos e de carbono.