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: maxim@ibp.ru

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.