Adaptation of the SMOS soil moisture retrieval algorithm for organic-rich soils and its validation over various Northern sites
Notice bibliographique
Résumé
From the passive L-band microwave radiometer onboard the Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) space mission global surface soil moisture data is retrieved every 3 days. Thus far, the empirical L-band Microwave Emission of the Biosphere (L-MEB) radiative transfer model applied in the SMOS soil moisture retrieval algorithm is exclusively calibrated over test sites in dry and temperate climate zones and the included dielectric mixing model relating soil moisture to permittivity accounts only for mineral soils. However, soil moisture monitoring over the higher northern latitudes is crucial since these regions are especially sensitive to climate change and a considerable feedback is expected due to carbon liberated from thawing ground of these extremely organic soils. Due to differing structural characteristics and thus varying bound water fractions, the permittivity of organic material is lower than the one of most mineral soils at a given water content. This assumption was verified by means of measurements in organic and mineral substrates from various sites in Denmark, Finland, Scotland and Siberia. For this purpose, conventional soil moisture sensors were used as well as weak perturbation and waveguide techniques in order to infer effective soil permittivity at the microwave L-band (1-2 GHz). Based on these data, a generic L-band soil moisture – permittivity relation for organic soils was derived and validated with dielectric mixing model runs as well as literature data. Furthermore, the derived function was tested in the L-MEB model. Results showed that modeled data agreed with measurements from a tower-based passive L-band microwave radiometer observing organic-rich soil over a 2 months period in a highly controlled set-up. The generic «organic» empirical model was then implemented in the SMOS Prototype Algorithm to retrieve soil moisture over a site in Northern Finland. The validation with in situ soil moisture observations calibrated for organic soils showed a distinct improvement in the agreement between the satellite and ground datasets when using the «organic» instead of the operational SMOS processor version. This analysis is to be continued in more detail and the validation effort needs to be expanded over as many regions with abundant soil organic matter content as possible. Appropriate in situ observations are currently available from various sites in Alaska, Canada, and the Netherlands. In this communication, first the derivation of the generic L-band «organic» soil moisture-permittivity model will be presented. Focus will then be on the comparison of «organic» SMOS soil moisture retrievals with corresponding operational SMOS products as well as in situ observations over all available sites.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».