بررسی قابلیت مدل توازن انرژی سطح (سبال) و متغیرهای بیوفیزیک حاصل از داده های ماهواره ای در تخمین رطوبت خاک در مناطق خشک

یکی از مولفه های کلیدی در مطالعه انرژی و فرآیندهای هیدرولوژیکی رطوبت خاک است که به دلیل سختی اندازه گیری مستقیم آن، به روش غیر مستقیم اندازه گیری می شود. بسیاری از روش های موجود مانند اینرسی حرارتی، شاخص های پوشش گیاهی، دما و شاخص طیفی نرمال شده آب (ndwi) دارای محدودیت های ویژه ای از قبیل عدم تصویربرداری در شب و روز و تفاوت در روش محاسبه برای ساعات مختلف شبانه روزی هستند. بنابراین، پیدا کردن روشی جدید برای محاسبه رطوبت خاک که مبتنی بردمای خاک یا تغییرات طیفی آب و خاک باشد، بسیار ضروری است. اگرچه رطوبت خاک به طور مستقیم در خوارزمیک (الگوریتم) توازن انرژی محاسبه نمی شود، ولی به دلیل این که از تمامی متغیرهای اثر گذار بر تغییرات رطوبت خاک برای محاسبه تبخیر تعرق در مدل توازن انرژی استفاده می شود، می توان از این مدل برای محاسبه رطوبت خاک استفاده کرد. منطقه خشک جرقویه سفلی به عنوان منطقه مورد مطالعه در مجاورت پلایای گاوخونی در استان اصفهان قرار دارد. این منطقه با نوسانات اقلیمی و همچنین خشک شدن تالاب درسال های اخیر با کاهش رطوبت خاک روبرو بوده است. هدف از این پژوهش بررسی قابلیت مدل های توازن انرژی مبتنی بر تصاویر ماهواره ای و ارزیابی متغیرهای بیوفیزیک حاصل از تصاویر ماهواره ای در تخمین رطوبت خاک است. داده های مورد استفاده در این پژوهش شامل تصاویر سنجنده مودیس در روزهای تقویم میلادی 320 و 321 سال 2014 و نتایج اندازه گیری زمینی 33 نمونه خاک برداشت شده از عمق 30-0 سانتیمتر است. با اندازه گیری رطوبت خاک به صورت نقطه ای و محاسبه آن به روش رطوبت حجمی، تبخیر و تعرق با استفاده از خوارزمیک توازن انرژی (سبال) برآورد شد. بر اساس نتایج این پژوهش، همبستگی بین متغیرهای بهره گیری شده در خوارزمیک سبال و اندازه گیری زمینی رطوبت خاک بالا است. از میان متغیرهای سبال؛ بیشترین همبستگی بین رطوبت خاک و تبخیر تعرق روازنه خوارزمیک سبال به مقدار 51/0 و 68/0 برای روزهای 16و 17/11/2014 مشاهده شد. با وجود همبستگی معنی دار به دست آمده بین متغیرهای مختلف الگوریتم سبال شامل آلبیدوی سطح، شار گرمایی خاک، شار گرمایی محسوس تابش خالص و دمای سطحی با رطوبت خاک، تبخیر و تعرق حاصل از خوارزمیک سبال متغیر مناسب تری در برآورد رطوبت سطح خاک تشخیص داده شد.