Gepubliceerd op 24 juni 2022
Terrestrische evaporatie, een cruciale schakel
Terrestrische evaporatie is een essentieel onderdeel van het klimaatsysteem en vormt de schakel tussen de water- en de energiecyclus. Via meervoudige terugkoppelingen op het klimaat reguleert het de interactie tussen het land en de atmosfeer en beïnvloedt het zo plaatselijke neerslag, bewolking en temperatuur. Gezien dit cruciale belang hebben de intensiteit en de variabiliteit ervan op continentale en wereldschaal de laatste jaren veel aandacht gekregen.
Vergelijkingen zoals die van Priestley en Taylor, die gebaseerd zijn op plaatselijke experimenten, zijn onlangs gebruikt om wereldwijde verdampingsgegevensreeksen te ontwikkelen aan de hand van teledetectiegegevens, b.v. straling, temperatuur en milieueigenschappen. Verschillende initiatieven van ESA, NASA of de EU hebben bijgedragen tot deze ontwikkeling (NEWS, iLEAPS, WATCH project, GEWEX, WACMOS, WACMOS-ET and SMOS+ET1/2).
Concept van het ET-Sense project, dat gebruik maakt van Sentinelgegevens om de ruimtelijke resolutie van het GLEAM-evaporatiemodel te verhogen.
De uitdagingen die overkomen moeten worden...
Deze gegevens op wereldschaal kunnen niet gemakkelijk worden opgeschaald tot de resolutie die vereist is voor studies op lokale of regionale schaal omdat, hoewel de vergelijkingen geschikt zijn, de inputgegevens vaak een erg lage resolutie hebben.
Gezien deze beperkingen rijzen er een aantal vragen voor onderzoekers: Kunnen op teledetectie gebaseerde evaporatiemodellen worden gebruikt om gegevens met een hoge resolutie op continentale schaal te verkrijgen? Kunnen deze gegevens de plaatselijke belanghebbenden voorzien van betrouwbare bronnen van informatie over de variabiliteit van de bodemvochtigheid en de evaporatie? Kunnen deze gegevensreeksen op een operationele manier worden geproduceerd?
...met Sentinelgegevens
Het projectteam van STEREO-project ET-SENSE – onderzoekers van het Hydro-Climate Extremes Lab (H-CEL) van de Universiteit Gent en de King Abdullah University of Science and Technology (Saoedi-Arabië) – probeerde deze vragen te beantwoorden. Daartoe maakten ze gebruik van de hoge-resolutiewaarnemingen van een aantal geofysische variabelen van de Sentinel-satellieten en verwerkten ze deze in een zeer krachtig mondiaal model voor evaporatie en bodemvochtigheid genaamd GLEAM (Global Land Evaporation Amsterdam Model).
Door het modelleringskader op innovatieve wijze aan te passen om gebruik te kunnen maken van het Sentinel-observatiepalet, kon het projectteam niet alleen gegevens produceren over evaporatie, maar ook over de vochtigheid van de wortelzone. En dit voor heel Europa, met een ruimtelijke resolutie van 1 km en met een dagelijkse frequentie. Dit is de eerste pan-Europese dataset in zijn soort, die het mogelijk maakt recente ontwikkelingen op het gebied van hydrologie en klimatologie af te stemmen op de reële behoeften van de landbouw en het waterbeheer.
Gemiddelde verdamping op 1 km resolutie voor augustus 2018
Meer specifiek analyseerde het team:
- de assimilatie van Sentinel-1 backscatterwaarnemingen ter verbetering van bodemvochtsimulaties op Europese valideringslocaties;
- het gebruik van de bladoppervlakte-index als marker van de vegetatie (nog gebaseerd op de Proba-V-missie, een voorloper van Sentinel-3);
- het gebruik van Sentinel-3 landoppervlaktetemperatuur in combinatie met geostationaire satellietwaarnemingen voor een betere raming van straling en temperatuur.
Bovendien zijn de datasets die de oppervlakte-heterogeniteit weergeven voor de wereldwijde GLEAM-toepassing vervangen door andere datasets die beter geschikt zijn voor Europese 1 km-simulaties.
De ontwikkelde methodologieën worden reeds gebruikt in monitoringprojecten en de in ET-SENSE ontwikkelde datasets zullen te hunner tijd voor het publiek beschikbaar worden gesteld.
Gemiddelde bodemvochtigheid op 1 km resolutie voor augustus 2018.
Betere analyse van hittegolven en droogtes
Het ET-SENSE-project heeft nieuwe perspectieven geopend voor het onderzoek naar evaporatie en bodemvochtigheid door de integratie te vergemakkelijken van Sentinel-waarnemingen in een vereenvoudigd model van het aardoppervlak, waardoor gelijktijdig verschillende toestandsvariabelen kunnen worden geactualiseerd.
Deze vooruitgang op het gebied van hogeresolutiemonitoring van de evaporatie en bodemvochtigheid in Europa zal een betere analyse van hittegolven, droogtes en bodemvochtigheidsanomalieën mogelijk maken en zal de algemene kennis van de hydrologische cyclus verbeteren.
Meer informatie
STEREO III-project ET-SENSE: High-resolution terrestrial evaporation from Sentinels