Оценка первичной продукции на Красноярском водохранилище
на основе данных MODIS
Чернецкий М. Ю., Шевырногов А.П., Высоцкая Г.С., Сидько А.Ф.
Институт биофизики СО РАНEmail: [email protected]
В ходе работы были поставлены следующие задачи
Оценка концентрации хлорофилла для Красноярского водохранилища
Определение алгоритма для оценки первичной продукции на Красноярском водохранилище
Разработка схемы обработки спутниковых данных MODIS
HDF 1B
Схема обработки данных MODIS
Level 0
MOD 09
Хлорофилл а (Chl a)
Чистая первичная продукция (NPP)
MODIS/Terra
Натурные данные по концентрации хлорофилла «а» и вегетационному индексу на Красноярском водохранилище за период 1977-
1988 гг.
Красноярское водохранилище (весна начальный период становления)
Схл 0,41 0,8 1,5 1,75 1,8 2,04 2,2 3,06 3,5
VI -0,365 -0,34 -0,315 -0,313 -0,312 -0,307 -0,287 0,272 -0,27
Красноярское водохранилище (лето начальный период становления)
Схл 1,04 2,08 2,19 3,52 3,58 3,89 4,04 4,45 6,01
VI -0,32 -0,317 -0,315 -0,303 -0,289 -0,27 -0,267 0,268 -0,257
Красноярское водохранилище (лето период становления 1983 г.)
Схл 2,04 2,08 2,19 2,52 3,58 4,19 4,54 6,45 12,01
VI -0,32 -0,317 -0,315 -0,303 -0,289 -0,272 -0,263 -0,260 -0,257
Красноярское водохранилище (Сыдинский залив период становления 1988 г,)
Схл 4,04 11 22 42 65 72 100 126 140
VI -0,276 -0,277 -0,245 -0,203 -0,196 -0,182 -0,162 -0,151 -0,145
Днепровский каскад (лето 1983-1985 г.)
Схл 160 270 300 400 800 1000 1200
VI -0,155 -0,04 0,15 0,313 0,512 0,68 0,707
Дифференциальный спектрофотометр ПДСФ
Оценка концентрации хлорофилла
rednir
rednir
RR
RR
- нормализованный
вегетационный индекс
Спектры яркости водной поверхности Красноярского водохранили-ща (август 1988 -1989 г.) Сыдинский залив: 1 – у острова (140-150 мг/м3), 2 – 1,5 –2 км от Краснотуранска (18-20 мг/м3), 3 – стационар ИБФ (8 мг/м3), 4 – устье р. Бахта (3,8 мг/м3) и 5 – устье реки Дерби-но (3,5 мг/м3). В скобках указана концентрация хлорофилла "а" Схл в мг/м3. (Сидько и др.)
Схема станций на Красноярском водохранилище
Оценка биомассы на Красноярском водохранилище по данным AVHRR
23.05 2.06 25.06 7.07
1.08 27.08 13.09 17.09
<0.5
0.5-0.9
0.9-2.0
2.0-9.9
>9.9
Оценка концентрации хлорофилла по данным MODIS
1
-1
0
ND
VI
24.06.2003
30.06.2003
Расчет первичной продукции
12/*/
64.2
daymWmgChlamgC
)(
)*054.0()*0088.0(04.01
66.0
m
chlchlK par
11
*09.0max
)((
24
dmgChlmgC
eP sst
)*(
*/)]1([2
*0
mwatts
MLDKeEE parMLDK
barpar
)(
*])//[()*(13
maxmax
dmgCm
chlEPEPPs barbarZ
)(
*12
dmgCm
MLDPsPP Z
Максимально возможная продукция при данной температуре воды
Фотосинтетически активное излучение
Освещенность солнечного излучения. (MLD – глубина слоя перемешивания)
Первичная продукция
Выводы и результаты
Разработана схема обработки данных MODIS учитывающая оценку концентрации хлорофилла и первичной продукции.
Получены регрессионные коэффициенты для условий Красноярского водохранилища позволяющие оценивать биомассу с использованием «отрицательного вегетационного индекса».
Получены спутниковые данные по биомассе с использованием инструментов AVHRR и MODIS с разрешением 1 км и 250 м.
Предложен алгоритм расчета первичной продукции по данным MODIS.