Оценка почвенной засухи на юге Западной Сибири по данным спутника SMOS

Почвенные засухи, относящиеся к категории опасных природных явлений, возникают при влажности почвы, недостаточной для нормального роста растений и характеризуются региональными особенностями, зависящими от метеорологических условий, особенностей климата, циркуляции атмосферы, а также от физических свойств почв. Длительные засухи, периодически наблюдаемые во многих аграрных регионах мира, способствуют снижению урожайности сельскохозяйственных культур, что ведет к удорожанию продукции растениеводства и являются угрозой продовольственной безопасности тех стран, где они происходят. Широкомасштабные исследования засух ведутся в разных регионах России [1-7]. Обобщение исследований засух в мире приведено в [8].
В данной работе приведены результаты дистанционного мониторинга почвенной засухи на юге Западной Сибири. Для оценки интенсивности и продолжительности почвенной засухи разработан микроволновый индекс почвенной засухи, основанный на использовании спутниковых измерений радиояркостных температур и зависимостей комплексной диэлектрической проницаемости и коэффициента излучения от объемной влажности, рассчитанных по данным измерений диэлектрических характеристиках почвы. Для оценки почвенной засухи использовались значения радиояркостных температур (Тя), определенные по данным спутника SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) на частоте 1.41 ГГц, на горизонтальной поляризации, при угле зондирования 42.5 градуса (продукт L1C). В качестве основного объекта исследований были выбраны тестовые участки на территории Кулундинской равнины, расположенной на юге Западной Сибири и характеризующейся засушливым климатом. Рассчитаны тренды Тя и физической температуры (Т), описываемые линейными зависимостями. Данные спутникового зондирования, результаты полевых исследований и лабораторных измерений диэлектрических характеристик почв использовались для расчета объемных долей воды (W) в почве и микроволнового индекса почвенной засухи. Приведен сравнительный анализ дистанционных и полевых измерений W. По результатам исследований построены карты-схемы пространственного распределения объемной влажности почвы.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-17-20041, https://rscf.ru/project/22-17-20041/.