基于地面的太阳能诱导色素光检索算法在水蒸气吸收带的性能

科学领域:

• 遥感 遥感 遥感 遥感
• 植物生理学 植物生理学
• 大气科学 大气科学

背景情况:

• 太阳引起的叶绿素光 (SIF) 对于评估植物光合作用和健康至关重要.
• 水蒸气吸收带是SIF检索的一个有希望的,但尚未充分利用的窗口,因为它具有强大的吸收特性.
• 大气水蒸气度的变化在这个频段中对准确的SIF检索提出了挑战.

研究的目的:

• 在不同的大气水蒸气,光谱分辨率 (SR) 和信号与噪声比 (SNR) 条件下评估七种常见SIF检索算法的性能.
• 将水蒸气带的SIF检索潜力与O2-B和O2-A频段进行比较.
• 评估常用的光谱仪是否适合使用水蒸气频段进行SIF检索.

主要方法:

• 模拟数据集被用于测试七个SIF检索算法 (sFLD,3FLD,iFLD,pFLD,SFM,SVD,DOAS).
• 在不同的大气水蒸气度,SR和SNR水平下进行了评估.
• 使用地面塔观测验证了结果,并在不同的吸收频段 (H2O,O2-B,O2-A) 中进行了比较.

主要成果:

• 在不同条件下,SFM算法在水蒸气频段的SIF检索中表现出最佳的整体性能.
• sFLD始终高估了SIF,而3FLD,pFLD和SVD的准确性取决于SR.
• 与O2-B频段相比,水蒸气频段在地面SIF检索中产生了更高的准确性.

结论:

• 水蒸气吸收带对于准确的SIF检索具有显著的潜力,特别是对于地面测量.
• 算法选择至关重要,SFM是一个强大的选择,DOAS适合低SR场景.
• 这些发现为选择适当的SIF检索算法提供了宝贵的指导,并突出了水蒸气频段的实用性.