Retrieval of snow and soil properties for forward radiative transfer modeling of airborne Ku-band SAR to estimate snow water equivalent: the Trail Valley Creek 2018/19 snow experiment
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Accurate snow information at high spatial and temporal resolution is needed to support climate services, water resource management, and environmental prediction services. However, snow remains the only element of the water cycle without a dedicated Earth observation mission. The snow scientific community has shown that Ku-band radar measurements provide quality snow information with its sensitivity to snow water equivalent and the wet/dry state of snow. With recent developments of tools like the snow micropenetrometer (SMP) to retrieve snow microstructure data in the field and radiative transfer models like the Snow Microwave Radiative Transfer (SMRT) model, it becomes possible to properly characterize the snow and how it translates into radar backscatter measurements. An experiment at Trail Valley Creek (TVC), Northwest Territories, Canada, was conducted during the winter of 2018/19 in order to characterize the impacts of varying snow geophysical properties on Ku-band radar backscatter at a 100 m scale. Airborne Ku-band data were acquired using the University of Massachusetts radar instrument. This study shows that it is possible to calibrate SMP data to retrieve statistical information on snow geophysical properties and properly characterize a representative snowpack at the experiment scale. The tundra snowpack measured during the campaign can be characterize by two layers corresponding to a rounded snow grain layer and a depth hoar layer. Using RADARSAT-2 and TerraSAR-X data, soil background roughness properties were retrieved (msssoil=0.010±0.002), and it was shown that a single value could be used for the entire domain. Microwave snow grain size polydispersity values of 0.74 and 1.11 for rounded and depth hoar snow grains, respectively, were retrieved. Using the geometrical optics surface backscatter model, the retrieved effective soil permittivity increased from C-band (εsoil=2.47) to X-band (εsoil=2.61) and to Ku-band (εsoil=2.77) for the TVC domain. Using the SMRT and the retrieved soil and snow parameterizations, an RMSE of 2.6 dB was obtained between the measured and simulated Ku-band backscatter values when using a global set of parameters for all measured sites. When using a distributed set of soil and snow parameters, the RMSE drops to 0.9 dB. This study thus shows that it is possible to link Ku-band radar backscatter measurements to snow conditions on the ground using a priori knowledge of the snow conditions to retrieve snow water equivalent (SWE) at the 100 m scale.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 tête enseignante, 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 ».