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)

• 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

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)

Validazione VS stazioni meteo italiane (Rain)

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

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

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

• 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

1

0

Observations

Total area

fAPAR distribution (fAPAR = Fraction of absorbed photosynthetically active radiation

Rappresentatività spaziale delle misureRappresentatività spaziale delle misure

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

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)

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

LUE = GPP / (fAPAR * PAR)

Variabilità spaziale e temporale di Variabilità spaziale e temporale di Light Use EfficiencyLight Use Efficiency (LUE)(LUE)

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)

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

Overall results of GPP predictionsOverall results of GPP predictions

GPP = LUE * fAPAR * PAR

LST (MSG satellite)

MSG satellite

MODIS satellite

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

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