Mapping Primary Production for the West African Sahel with Satellite Data

Abstract: Popular Abstract in Swedish Kartering av primärproduktion i Västrafrikanska Sahel genom användning av satellitdata. I avhandlingen har utvecklats en Light Use Efficency (LUE) modell som medger kartering av bruttoprimärproduktionen (GPP) exemplifierad i ett område i Västafrikanska Sahel. Modellen utnyttjar satellitbaserad månatlig Normalised Difference Vegetation Index (NDVI) tillsammans med andra typer av data. Bildkvaliteten hos dessa månadsdata (Maximum Value Composites, MVC) kan vara låg vilket visas genom användandet av en förbättrad geostatistisk metod för uppskattning av brus i bilddata. Vidare visas att datakvaliteten kan förbättras genom användandet av nya metoder för att skapa kompositbilder. Dessa metoder använder de termiska kanalerna hos NOAA AVHRR samt svepvinkelinformation för att reducera molneffekter och inflytande från ogynnsamma svepvinklar. Dessa förbättrade data utnyttjas sedan tillsammans med annan information för att kartera säsongsmässig GPP genom användande av den utvecklade LUE modellen. I LUE modellen reduceras den komplexa biologiska processen till ett hanterbart antal variabler och parametrar. För att kompensera för bristfälliga stationsdata utnyttjas molninformation (CLAVR) hos NOAA AVHRR data för att uppskatta olika parametrar beskrivande markytans energibalans, bl. a. inkommande fotosyntetiskt aktiv strålning (PAR). Kvoten mellan inkommande och absorberad PAR beräknas ur NDVI och multipliceras med PAR för att ge mängden absorberad fotosyntetiskt aktiv strålning. En korrektionsfaktor för vegetationens fuktighetsstress beräknas ur en hydrologisk modell som behandlar transpiration och avdunstning från bar mark separat. Denna korrektionsfaktor används för att reducera den fotosyntetiska aktiviteten i LUE modellen. Den absoluta precisionen hos de uppskattade GPP-värdena minskar med vegetationens täthet medan den relativa precisionen ökar. Primärproduktion uppskattad genom LUE modellen är systematiskt högre för tät vegetation jämfört med oberoende modelleringar med modellen CENTURY men är jämförbar med uppskattningar hämtade ur litteraturen. Den beskrivna LUE modellen kan användas för att generara information relevant för en lång rad miljöproblem i torrområden.