Neutronenrover mit kosmischer Strahlung hilft bei der Schätzung der mesoskaligen Bodenfeuchtigkeit auf dem östlichen Qinghai-Tibetischen Plateau

Bodenwasserressourcen sind für hydrologische Prozesse und Ökosystemfunktionen auf dem Qinghai-Tibetischen Plateau von entscheidender Bedeutung. Allerdings ist die genaue Messung der Bodenfeuchtigkeitsverteilung in dieser Region aufgrund der vielfältigen Ökosysteme, des komplexen Geländes und der rauen Umweltbedingungen eine Herausforderung.

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Zhang Yongyong vom Northwest Institute of Eco-Environment and Resources der Chinesischen Akademie der Wissenschaften schätzte kürzlich die mesoskalige Bodenfeuchtigkeit auf dem östlichen tibetischen Plateau mithilfe eines Neutronenrovers mit kosmischer Strahlung. Die Forschung ist veröffentlicht im Tagebuch Geoderma.

Die mobile Neutronentechnologie mit kosmischer Strahlung ist eine innovative Methode zur Beobachtung der mesoskaligen Bodenfeuchtigkeit. Es hilft, die flächengemittelte Bodenfeuchtigkeit über Hunderte von Metern zu messen.

„Oberirdische Biomasse ist für die Kalibrierung der Rover-Messungen unerlässlich“, sagte Prof. Zhang. Um die Auswirkungen der Vegetation auf die Neutronenzahlen zu untersuchen, verwendeten Zhang und sein Team den Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) als Korrekturvariable, um die Genauigkeit der Bodenfeuchtigkeitsmessungen für den mobilen Neutronenrover für kosmische Strahlung zu verbessern.

Nach Berücksichtigung der Vegetationseffekte lag der vom Rover ermittelte quadratische Mittelfehler (Root Mean Square Error, RMSE) für die Bodenfeuchtigkeit innerhalb von ±0,025 g/g, wobei der Kalibrierungsparameter N0_NDVI im östlichen Qinghai-Tibetischen Plateau auf 443 Zählungen pro Minute (cpm) eingestellt war .

Der durchschnittliche Fußabdruckradius der Standorte des Rovers lag bei allen Kalibrierungen zwischen 165 und 224 Metern, mit einer durchschnittlichen Eindringtiefe von 19 bis 49 Zentimetern. Die durchschnittliche mesoskalige Bodenfeuchtigkeit variierte entlang der Route des Rovers je nach Ökosystemtyp.

Diese Ergebnisse liefern wertvolle mesoskalige Bodenfeuchtigkeitsdaten und neue Einblicke in Bodenwasserinformationen auf Transektskala in verschiedenen Ökosystemen im Qinghai-Tibetischen Plateau.

Weitere Informationen:
Yongyong Zhang et al., Mesoskalige Bodenfeuchtigkeitsmessungen entlang der Rover-Route mithilfe der mobilen Neutronenmessung kosmischer Strahlung im östlichen tibetischen Plateau, Geoderma (2024). DOI: 10.1016/j.geoderma.2024.117046

Zur Verfügung gestellt von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften

ph-tech