carboitaly: attivit à e risultati carboitaly : attivit à e risultati p. toscano, b. gioli, a....
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CarboItalyCarboItaly : attività e risultati: attività e risultati
P. ToscanoP. Toscano,, B. Gioli, A. Zaldei, F. Miglietta (IBIMET CNR)B. Gioli, A. Zaldei, F. Miglietta (IBIMET CNR)
S. Alfieri, V. Magliulo (ISAFOM CNR)S. Alfieri, V. Magliulo (ISAFOM CNR)
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• Dataset dei dati meteo da stazioni meteorologiche delle reti nazionali e dati rianalisi
• Downscaling dati climatici ad alta risoluzione per aree test
1. Radiazione incidente MSG (DSSF) Data 30 min Daily data
2. Precipitazione MSG (MPE) Data 15 min Daily data
3. Temperatura superficiale MSG (LST) Data 15 min Daily data
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Validazione VS LeBray (Rad globale)
150 155 160 165 170 175
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
DOY
Rg
[W m
-2]
150 155 160 165 170 175
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
DOY
Rn
[W m
-2]
Validazione VS LeBray (Rad Netta, con Albedo MSG)
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Validazione VS stazioni meteo italiane (Rain)
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Validazione VS aircraft radiometric T
y = 0.9981x
R2 = 0.8148
280
290
300
310
320
330
280 290 300 310 320 330
LSAF LST
Air
cra
ft
260
270
280
290
300
310
320
330
T [
°K]
LST_pixel
Aircraft_SfcT
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Data-assimilation satellite / stazioni meteo
(LST) Land Surface temperature (Ta) Air temperature
Approach Use data assimilation schemes by integrating weather stations
Stazione meteo di Piacenza (2006-2007)
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661 721
Giorni
Te
mp
era
tura
de
ll'a
ria
a 2
m
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SPOT Vegetation - 1 km x 10 days resolution - Full coverage 2006 / 2007
• Single Spectral Band (0.43 - 0.47 µm, 0.61 - 0.68 µm, 0.78 - 0.89 µm, 1.58 -
1.75 µm)
• NDVI
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• Tipicamente 4/5 giorni di attività di rilievo per IOP• 1 - 4 voli/giorno sull’area di studio in diverse
condizioni ambientali• Due velivoli (IBIMET ed ISAFOM) alternati
nell’area di studio
• fCO2, H, LE misurati su ‘pixel’ di ca. 4 km
3 Intensive Operation Periods (IOP)
Track suddivisa in 4 porzioni autonome, delimitate da ecosistemi differenti o da zone ad orografia complessa.
Misure a scala regionale
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1
0
Observations
Total area
fAPAR distribution (fAPAR = Fraction of absorbed photosynthetically active radiation
Rappresentatività spaziale delle misureRappresentatività spaziale delle misure
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Variabilità spaziale e temporale della fotosintesi (media Variabilità spaziale e temporale della fotosintesi (media giornaliera)giornaliera)
TkMAXMAX
TerPARAPARAPARTPARNEE 02 )4)((
2
1),(
-NEE = GPP - Reco
GPP = Gross Primary Productivity
NEE = Net Ecosystem Exchange
Reco = Ecosystem respiration
Agr
Grass
For
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Risposta della fotosintesi (media giornaliera) alle caratteristiche spettrali della vegetazione (fAPAR) ed a driver ambientali (radiazione PAR e temperatura superficiale)
fAPAR = fraction of absorbed PAR radiation ( MODIS)
PAR = Photosynthetic Active Radiation ( observations)
LST = Land Surface Temperature ( Meteosat)
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GPP = (fAPAR * PAR) * LUE
Light Use Efficiency concept (Monteith, 1977)Light Use Efficiency concept (Monteith, 1977)
GPP = Gross Primary Productivity [observed]
LUE = Light Use Efficiency [?]
fAPAR = fraction of absorved PAR by vegetation [MODIS]
PAR = incoming PAR radiation [observed, MSG satellite]
APAR = total abosorbed PAR
LUE = GPP / (fAPAR * PAR) = GPP / APAR
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LUE = GPP / (fAPAR * PAR)
Variabilità spaziale e temporale di Variabilità spaziale e temporale di Light Use EfficiencyLight Use Efficiency (LUE)(LUE)
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Risposta di Light Use Efficiency (LUE) a driver ambientali (VPD, T, LST)
Tipicamente VPD e T sono impiegati come fattori limitanti per LUE (es. prodotto MOD17)
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LST_DT = LST integrata su un periodo precedente (20-40gg);
effetto di isteresi nella risposta dell'ecosistema
Risposta di Light Use Efficiency a Land Surface Temperature (LST) antecedente
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Overall results of GPP predictionsOverall results of GPP predictions
GPP = LUE * fAPAR * PAR
LST (MSG satellite)
MSG satellite
MODIS satellite
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Applicazione del forcing satellitare (MODIS + MSG) all’area di Applicazione del forcing satellitare (MODIS + MSG) all’area di studiostudio
GPP, NEE, Reco = F ( fAPAR , PAR , LST , LC )
MODIS 16-day @ 1km
MSG 30 min @ 5kmMSG 15 min @ 5km
Corine
PAR è stimata dal prodotto MSG DSSF (Downwelling Shortwave Radiation)
GPP = - NEE + Reco
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Flussi orari sull’area di studio nei 3 IOPsFlussi orari sull’area di studio nei 3 IOPs
Esempio: May 27, 2007 at 11 UTC (IOP1) Esempio: May 27, 2007 at 22 UTC (IOP1)
GPP Reco
PARTemp
GPP Reco
PARTemp