تولید نقشه های رطوبت خاک ایران از محصولات BEC Global Level ۳ ماهواره اسموس

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: رطوبت خاک سطحی یکی از مولفه های اساسی سامانه­ اقلیمی زمین و چرخه هیدرولوژیکی است که نقش مهمی در­ کاربری­ های علمی و عملی مختلف نظیر پیش ­بینی­ عددی هواشناسی، پایش وقایع فرین، مدل­سازی هیدرولوژیکی، مطالعات تغییراقلیم و مدیریت منابع آب دارد. سنجش از­ دور مایکروویو قابلیت منحصربه فردی برای برآورد جهانی رطوبت خاک در سطوح گسترده دارد، در این خصوص ماهواره اسموس آژانس فضایی اروپا اولین ماموریت اختصاصی برای پایش جهانی رطوبت خاک است که از سال ۲۰۰۹ فعالیت دارد. هدف این تحقیق استخراج داده­ های رطوبت خاک از محصولات ماهواره اسموس (BEC­_L۳_SM_SMOS) و تولید نقشه­ های رطوبت خاک در مقیاس­ های زمانی مختلف برای ایران و نیز ارزیابی تغییرات مکانی و زمانی این داده ­ها  (دوره آماری ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۹) برای کشور است. مواد و روش ها: در راستای هدف تحقیق، یک مدل با استفاده از قابلیت­ های Model Builder نرم افزار Arc Map به منظور خواندن و استخراج باند رطوبت خاک از محصولات BEC­_L۳_SM_SMOS ماهواره اسموس و تولید نقشه­ های میانگین رطوبت خاک برای ایران توسعه داده شد. به منظور بررسی منابع تداخل فرکانس رادیویی (RFI) محصولات اسموس، نقشه ­های احتمال رخداد RFI اسموس در ایران در دوره آماری مطالعاتی مورد ارزیابی قرار گرفت و مشخص شد که داده­­ های مدار صعودی اسموس در ایران کمترین درصد RFI را دارند. براین اساس از محصولات (ASC) BEC­_L۳_SM_SMOS برای تولید نقشه ­های رطوبت خاک کشور استفاده گردید. یافته ها: نتایج حاصل از اجرای مدل توسعه داده شده در تحقیق، دستیابی به نقشه­ های میانگین ماهانه، فصلی و سالانه رطوبت خاک از محصولات ماهواره ­ی اسموس طی ۱۰ سال برای ایران است. ارزیابی تغییرات زمانی نقشه­ های میانگین ماهانه رطوبت خاک اسموس بیانگر آن است که بالاترین مقدار بیشینه ماهانه رطوبت خاک ( m۳m-۳۸۵۴/۰) در ماه می رخ داده است. همچنین بیشترین میانگین ماهانه رطوبت خاک مربوط به ماه­ های فوریه (m۳m-۳ ۰/۰۸۷)، مارس (m۳m-۳ ۰/۰۸۶) و آوریل (m۳m-۳ ۰/۰۸۶) بوده و کمترین میانگین ماهانه رطوبت خاک در ماه­ های اوت (m۳m-۳ ۰/۰۳۴) و سپتامبر (m۳m-۳ ۰/۰۳۷) رخ می­ دهد. ارزیابی نقشه میانگین سالانه (۱۰ سال) رطوبت خاک کشور، حاصل از داده­ های ماهواره اسموس، نشان داد که رطوبت خاک بین مقادیر کمینه ۰/۰۰۲ و  بیشینه  m۳m-۳۰/۷۸  در سطح کشور متغیر بوده و متوسط میانگین ۱۰ ساله رطوبت سطحی خاک برای کل ایران بر اساس داده­ های ماهواره اسموس برابر m۳m-۳ ۰/۰۶۳ است. نتیجه­ گیری: باتوجه به کمبود داده ­های رطوبت خاک در ایران و توانایی ماهواره اسموس در تولید داده­ های رطوبت خاک با کیفیت مطلوب، می­توان از محصولات این ماهواره برای کاربردهای مختلف در ایران استفاده نمود. از نقشه­ های میانگین رطوبت خاک ماهانه، فصلی و سالانه حاصل از این تحقیق می­ توان در مطالعات منطقه­ ای مدل­ های هیدرولوژی، بهبود و افزایش دقت مدل­ های پیش بینی هواشناسی، مدیریت منابع آب، مطالعات تغییر اقلیم، برنامه ­ریزی آبیاری در کشاورزی و هوشمندسازی آبیاری دارند.

Keywords:

L-band radiometry , Passive microwave , Satellite soil moisture , Soil moisture map , SMOS satellite , رادیومتری باند-L , رطوبت خاک ماهواره­ای , ماهواره اسموس , مایکروویو غیرفعال , نقشه رطوبت خاک