Использование NDVI и температуры поверхности земли для оценки засухи: преимущества и ограничения

Большое число водных и климатических применений, таких как мониторинг засухи, основываются на полученных из космических данных взаимосвязях между температурой поверхности земли (LST) и нормализованным разностью вегетационного индекса (NDVI). Большинство этих применений опираются на наличие отрицательного наклона зависимости между двумя переменными, выявленного в региональных и временно-специфических исследованиях. В настоящей работе исследуется общность взаимосвязи LST–NDVI в широком диапазоне режимов влажности и климата/излучения, встречающихся на североамериканском континенте (до 60°N) в течение вегетационного сезона (апрель–сентябрь). Информация о LST и NDVI получена из долгосрочных (21 год) наборов данных, приобретённых с помощью Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR). Установлено, что когда рост растительности ограничен водой (типичная ситуация для низких широт исследуемой области и в середине сезона), корреляция LST–NDVI отрицательная. Однако когда рост растительности ограничен энергией (на больших широтах и высотах, особенно в начале вегетационного сезона), между LST и NDVI наблюдается положительная корреляция. Множественный регрессионный анализ показал, что в начале и в конце вегетационного периода солнечная радиация является преобладающим фактором, определяющим корреляцию между LST и NDVI, тогда как другие биофизические переменные играют меньшую роль. Воздушная температура является основным фактором в середине лета. Делается вывод о необходимости с осторожностью использовать эмпирические зависимости LST–NDVI и ограничивать их применение в мониторинге засухи теми территориями и периодами, где наблюдаются отрицательные корреляции, то есть условиями, когда рост растительности в первую очередь ограничен водой, а не энергией.