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Enregistrement W4235403512 · doi:10.5194/egusphere-egu21-6503

Deriving SAR Soil Moisture Retrieval Algorithms and Soil Drainage Classification for Boreal Peatlands

2021· preprint· en· W4235403512 sur OpenAlexaboutno aff
Laura Bourgeau‐Chavez, J. Graham, Andrew Poley, Dorthea Leisman, Michael Battaglia

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiquePeatlands and Wetlands Ecology
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPeatBorealEnvironmental scienceSubarctic climateTaigaPermafrostClimate changeWater contentSoil waterEcosystemAtmospheric sciencesHydrology (agriculture)EcologySoil scienceOceanographyGeology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Eighty percent of global peatlands are distributed across the boreal and subarctic regions, storing an estimated 30% of earth’s soil organic carbon (1,016 to 1,105 Gt C) despite representing only about 3% of the global land surface. The accumulation of C in peatlands generally depends on hydrologic conditions that maintain saturated soils and impede rates of decomposition. Boreal Peatlands have provided rich reservoirs of stored C for millennia. However, with climate change, warming and drying patterns across the boreal and arctic are resulting in dramatic changes in ecosystems and putting these systems at risk of changing from a C sink to a source. Recent changes in climate including earlier springs, longer summers and changes in moisture patterns across the landscape, are affecting wildfire regimes of the boreal region including intensity, severity and frequency of wildfires. This in turn has potential to cause shifts in successional trajectories. Understanding how these changes in climate are affecting peatlands and their vulnerability to wildfire has been a focus of study of the research team since 2009. Soil moisture is one variable which can provide information to understand wildfire behavior including the depth of peat consumption in these wildfires but it also has a direct effect on post-fire successional trajectories. Further it is needed to understand methane emissions from peatlands. To develop the soil moisture retrieval algorithms, we studied a range of boreal peatland sites (bogs and fens) stratified across geographic regions from 2012-2014. We developed soil moisture retrieval algorithms from polarimetric C-band (5.7 cm wavelength) synthetic aperture radar (SAR) data. Peatlands have low enough aboveground biomass (<3.0 kg/m2) to allow this shorter wavelength SAR to penetrate the canopy to reach the ground surface. Data from over 60, 4 ha sites were collected over 3 seasons from Alaska and Michigan USA and Alberta Canada. Both multi-linear regressions and general additive models (GAM) were developed. Using both polarimetric SAR parameters that are sensitive to vegetation structure and parameters most sensitive to surface soil moisture in the models provided the best results. GAM models were tested in an independent study area, Northwest Territories (NWT), Canada. The sites of NWT were sampled in 2016-2019 coincident to Radarsat-2 polarimetric image collections. The high accuracy results will be presented as well as methods developed to use multidate C-band data from Sentinel-1 to classify soil drainage (well drained to poorly drained) in recently burned peatlands. These products are being used in a fire effects and emissions model, CanFIRE, as we parameterize it for peatlands; as well as the Functionally-Assembled Terrestrial Ecosystem Simulator (FATES) to understand the effects of wildfire and hydrology on peatland ecosystems. Characterization and quantification of boreal peatlands in global C cycling is critical for proper accounting given that peatlands play a significant role in sequestering and releasing large amounts of C. The ability to retrieve soil moisture from C-band SAR, therefore, provides a means to monitor a key variable in scaling C flux estimates as well as understanding the vulnerability and resiliency of boreal peatlands to climate change.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,010
Score d'incertitude au seuil0,021

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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.

Tête enseignante Opus0,018
Tête enseignante GPT0,252
Écart entre enseignants0,234 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2021
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