Radiative transfer and viewing geometry considerations for remote sensing as a proxy for carbon uptake in boreal ecosystems
Notice bibliographique
Résumé
The boreal forest plays an important role in the global carbon cycle but has remained a significant source of uncertainty. Remote sensing can help us better understand the boreal forest’s role in the global carbon cycle. A faint light signal emitted by plant’s photosynthetic machinery, known as solar-induced chlorophyll fluorescence (SIF), is a promising remotely sensed proxy for carbon uptake, also known as gross primary productivity (GPP), due to its connection to photosynthesis and its strong relationship with GPP when observed by satellite. However, SIF and GPP are fundamentally different quantities that describe distinct, but related, physiological processes. The relationship between SIF and GPP is therefore complicated by both physical and ecophysiological controls. In particular, the dynamics of the SIF/GPP relationship are poorly understood under varying viewing directions and light conditions. This is further complicated in evergreen systems where canopy clumping and the presence of needles create a unique radiative environment. We use a combination of tower-based SIF and GPP measurements from a boreal forest field site compared with a coupled biochemical-radiative transfer model to understand illumination effects on the SIF/GPP relationship. We find that GPP is amplified under cloudy sky conditions in both measurements and model results. SIF on the other hand, shows no significant difference between sunny or cloudy sky conditions in modeled results, but does show a difference in measurements. We suggest that these differences may be due to viewing geometry effects that are important for SIF under sunny sky conditions or the presence of clumping. Accounting for the differences in the SIF/GPP relationship therefore is critical for the utility of SIF as a proxy for GPP. In summation, our results provide insight into how we can use remote sensing as a tool to understand photosynthesis in the boreal forest.
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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 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».