Soil moisture retrieval at Bubnow Wetland using L-band radiometer (ELBARA III) Mateusz Łukowski Lublin, 25/05/2017

Podobne dokumenty
The Overview of Civilian Applications of Airborne SAR Systems

The impact of the global gravity field models on the orbit determination of LAGEOS satellites

Wilgotność gleb na obszarze Polski z pomiarów satelitarnych 1*

Temporal identification of poppy fields on high resolution satellite imagery

Equipment for ultrasound disintegration of sewage sludge disseminated within the Record Biomap project (Horizon 2020)

Electromagnetism Q =) E I =) B E B. ! Q! I B t =) E E t =) B. 05/06/2018 Physics 0

MULTI-MODEL PROJECTION OF TEMPERATURE EXTREMES IN POLAND IN

Domy inaczej pomyślane A different type of housing CEZARY SANKOWSKI

ANTENA GPS WICLIC 1/5

STAŁE TRASY LOTNICTWA WOJSKOWEGO (MRT) MILITARY ROUTES (MRT)

Spatial planning in floodplains in mountain catchments of different row, in the basin of the Upper Vistula and the Upper and Central Odra

Country fact sheet. Noise in Europe overview of policy-related data. Poland

SPITSBERGEN HORNSUND

Menu. Do badań zabarwienia oceanów,

Zespół ds. Wykorzystania Przestrzeni Kosmicznej MNiSW

Zakopane, plan miasta: Skala ok. 1: = City map (Polish Edition)

Remote Sensing & Photogrammetry L6. Beata Hejmanowska Building C4, room 212, phone:

Ankiety Nowe funkcje! Pomoc Twoje konto Wyloguj. BIODIVERSITY OF RIVERS: Survey to students

Walyeldeen Godah Małgorzata Szelachowska Jan Kryński. Instytut Geodezji i Kartografii (IGiK), Warszawa Centrum Geodezji i Geodynamiki

SUP 16/13 (AD 2 EPWA)

Plan. Kropki kwantowe - część III spektroskopia pojedynczych kropek kwantowych. Kropki samorosnące. Kropki fluktuacje szerokości

USŁUGI GEOEKOSYSTEMÓW. Małgorzata Stępniewska

Systemy Telekomunikacji Satelitarnej

SPITSBERGEN HORNSUND

The shape of and the challenges for the Polish EO sector initial findings of the SEED EO project

YKXS, YKXSżo 0,6/1 kv. Kable elektroenergetyczne z izolacją XLPE. Norma IEC :2004. Konstrukcja. Zastosowanie. Właściwości

YAKXS, YAKXSżo 0,6/1 kv. Kable elektroenergetyczne z izolacją XLPE. Norma IEC :2004. Konstrukcja. Zastosowanie.

DM-ML, DM-FL. Auxiliary Equipment and Accessories. Damper Drives. Dimensions. Descritpion

INSTITUTE OF METEOROLOGY AND WATER MANAGEMENT NATIONAL RESEARCH INSTITUTE

Kropki samorosnące. Optyka nanostruktur. Gęstość stanów. Kropki fluktuacje szerokości. Sebastian Maćkowski. InAs/GaAs QDs. Si/Ge QDs.

Sargent Opens Sonairte Farmers' Market

Has the heat wave frequency or intensity changed in Poland since 1950?

03 April kwietnia 2015 r. Zmiana satelity dostarczającego sygnał Animal Planet HD. Change of Delivery Satellite for Animal Planet HD

Fig 5 Spectrograms of the original signal (top) extracted shaft-related GAD components (middle) and

Forested areas in Cracow ( ) evaluation of changes based on satellite images 1 / 31 O

SPITSBERGEN HORNSUND

TYRE PYROLYSIS. REDUXCO GENERAL DISTRIBUTOR :: ::

CATALOGUE CARD LEO S L XL / BMS KARTA KATALOGOWA LEO S L XL / BMS

Tychy, plan miasta: Skala 1: (Polish Edition)

Streszczenie rozprawy doktorskiej

PORTS AS LOGISTICS CENTERS FOR CONSTRUCTION AND OPERATION OF THE OFFSHORE WIND FARMS - CASE OF SASSNITZ

Menu. Obserwacje optyczne wysokiej rozdzielczości

VFR SUP 37/11 (VFR ENR) Obowiązuje od / Effective from 01 SEP 2011 Obowiązuje do / Effective to 29 NOV 2011 EST

THE ADMISSION APPLICATION TO PRIVATE PRIMARY SCHOOL. PART I. Personal information about a child and his/her parents (guardians) Child s name...

Proposal of thesis topic for mgr in. (MSE) programme in Telecommunications and Computer Science

Effective Governance of Education at the Local Level

SPITSBERGEN HORNSUND

Astrofizyka cząstek w planach CERNu

Pomiary hydrometryczne w zlewni rzek

SIŁA EKSPORTU POLSKIEJ BRANŻY KOSMETYCZNEJ

Machine Learning for Data Science (CS4786) Lecture 11. Spectral Embedding + Clustering

poltegor - projekt sp. z o.o.

TELEDETEKCJA ŚRODOWISKA dawniej FOTOINTERPRETACJA W GEOGRAFII. Tom 51 (2014/2)

Towards Stability Analysis of Data Transport Mechanisms: a Fluid Model and an Application

Economical utilization of coal bed methane emitted during exploitation of coal seams energetic and environmental aspects

WSCHÓD I ZACHÓD SŁOŃCA SUNRISE / SUNSET

LED WASHER 30x3W WHITE IP65 F

Działania w dziedzinie klimatu, środowisko, efektywna gospodarka zasobami i surowce

WSCHÓD I ZACHÓD SŁOŃCA SUNRISE / SUNSET

WSCHÓD I ZACHÓD SŁOŃCA SUNRISE / SUNSET

SPITSBERGEN HORNSUND

TECHNICAL CATALOGUE WHITEHEART MALLEABLE CAST IRON FITTINGS EE

Wykład 2 Układ współrzędnych, system i układ odniesienia

TYLKO DO UŻYTKU WŁASNEGO! PERSONAL USE ONLY!

AIP VFR POLAND AIRAC effective date GRANICE PIONOWE I KLASA PRZESTRZENI VERTICAL LIMITS AND AIRSPACE CLASSIFICATION.

Łukasz Reszka Wiceprezes Zarządu

Extraclass. Football Men. Season 2009/10 - Autumn round

THEORETICAL STUDIES ON CHEMICAL SHIFTS OF 3,6 DIIODO 9 ETHYL 9H CARBAZOLE

WSCHÓD I ZACHÓD SŁOŃCA SUNRISE / SUNSET

ARNOLD. EDUKACJA KULTURYSTY (POLSKA WERSJA JEZYKOWA) BY DOUGLAS KENT HALL

POLITECHNIKA KOSZALIŃSKA. Zbigniew Suszyński. Termografia aktywna. modele, przetwarzanie sygnałów i obrazów

PN-ISO 10843:2002/AC1

WSCHÓD I ZACHÓD SŁOŃCA SUNRISE / SUNSET

Tytuł pracy w języku angielskim: Physical properties of liquid crystal mixtures of chiral and achiral compounds for use in LCDs

Camspot 4.4 Camspot 4.5

PROGRAM STAŻU. Nazwa podmiotu oferującego staż / Company name IBM Global Services Delivery Centre Sp z o.o.

Ankiety Nowe funkcje! Pomoc Twoje konto Wyloguj. BIODIVERSITY OF RIVERS: Survey to teachers

KATOWICE SPECIAL ECONOMIC ZONE GLIWICE SUBZONE and its influence on local economy KATOWICE SPECIAL ECONOMIC ZONE - GLIWICE SUBZONE

OSI Physical Layer. Network Fundamentals Chapter 8. Version Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 1

Cel szkolenia. Konspekt

Space for your logo, a photograph etc. Action (WBU)

Katowice, plan miasta: Skala 1: = City map = Stadtplan (Polish Edition)

PODSTAWY TELEDETEKCJI

Krytyczne czynniki sukcesu w zarządzaniu projektami

AIP VFR POLAND AIRAC effective date GRANICE PIONOWE I KLASA PRZESTRZENI VERTICAL LIMITS AND AIRSPACE CLASSIFICATION.

Hard-Margin Support Vector Machines

Wdrożenie archiwum ELO w firmie z branży mediowej. Paweł Łesyk

Institute of Meteorology and Water Management, Wroclaw Branch PP 10. Wrocław, June 2007

KOMUNIKAT 2. The 44 th International Biometrical Colloquium and IV Polish-Portuguese Workshop on Biometry. Conference information:

System optymalizacji produkcji energii

archivist: Managing Data Analysis Results

The analysis of the energy demand for heating and cooling of the house built on the basis of the traditional Canadian wood-frame construction

Network Services for Spatial Data in European Geo-Portals and their Compliance with ISO and OGC Standards

Power cables with XLPE insulation

Power cables with XLPE insulation

Inverse problems - Introduction - Probabilistic approach

SPITSBERGEN HORNSUND

GLOBAL METHANE INITIATIVE PARTNERSHIP-WIDE MEETING Kraków, Poland

WOJSKOWE TRASY LOTÓW (MRT) NA MAŁYCH WYSOKOŚCIACH LOW FLYING MILITARY TRAINING ROUTES (MRT)

Typ VFR. Circular flow adjustment dampers for the adjustment of volume flow rates and pressures in supply air and extract air systems

Transkrypt:

Soil moisture retrieval at Bubnow Wetland using L-band radiometer (ELBARA III) Mateusz Łukowski Lublin, 25/05/2017

Why soil moisture is important? Water in soil governs the energy flow and hydrologic cycle of the Earth Information about soil moisture allows predicting floods and droughts Proper amount of water in soil is very important for effective crop production Valuable data in environmental assessments

Problem Soil moisture can be spatially variable in-situ field measurements on a large scale are very time consuming and costly

Problem, cont. Long-lasting measurement easy to lose relevance in temporal scale and in forcing conditions Knowledge about soil moisture spatial distribution and temporal behavior is limited to local up to medium scale

Satellite data Large region of measurement Spatial continuity Consistency Cost effectiveness

l1 Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) Launched in November 2009 Parameters: Precision: 4% volumetric water content Pixel area: 40x40 km Revisit period: twice a day

Slajd 6 l1 tu omówić zalety satelity i że Using that frequency of electromagnetic waves gives an opportunity to retrieve dielectric constant of soil lukowski; 2009-05-15

http://www.esa.int

http://www.esa.int

ELBARA single SMOS antenna

ELBARA_PD (Penetration Depth) The team: Mateusz Łukowski, Bogusław Usowicz, Jerzy Lipiec, Edyta Rojek, Radosław Szlązak, Łukasz Gluba, Joanna Sagan, Wojciech Marczewski, Ewa Słomińska, Jan Słomiński, Andrzej Kotarba, Krystyna Stankiewicz II 2013 II 2015 (CCN1 VIII 2016, CCN2 VII 2017) Financed from PECS (Plan for European Cooperating States, between Government of Poland and European Space Agency)

Technical Support for the fabrication and deployment of the radiometer ELBARA-III in Bubnow, Poland The team: Mateusz Łukowski, Bogusław Usowicz, Jerzy Usowicz, Edyta Rojek, Radosław Szlązak, Andreas Wiesmann, Mike Schwank, Charles Werner II 2015 VII 2016 Financed by European Space Agency The ELBARA instrument goes from one research team to another under a loan agreement with ESA. Thanks to this project ELBARA III was built specifically for Poland!

ELBARA ESA (European Space Agency) L-BAnd (band L, microwaves in 1 to 2 GHz range) RAdiometer (instrument recording the intensity of electromagnetic radiation)

Radiometer Very sensitive receiver of heat radiation Remote, passive sensor (as opposed to active radar, FDR, TDR etc.) What is measured? Radiance Thermal radiation in a given wavelength range (microwaves) called brightness temperature T Bp (p = H, V) associated with thermodynamic temperature T. Space-borne radiometer (SMOS) Air-borne (PLMR) Ground-based (ELBARA)

Planck s Law

Planck s Law

Rayleigh-Jeans approximation P = k T B 10-13 W (!!!) k = 1.380658 10 23 J K -1 (Boltzmann const.) T 300 K (physical surface temperature) B = 27 MHz (bandwidth)

Why L-band? SMOS, ELBARA

Why 1.4 GHz (λ=21 cm)? f = 1400-1427 MHz is suitable to observe the Earth s surface from space: Protected band (thanks to radioastronomers!) Transparent atmosphere Sensitive to liquid water Relatively large emission depth Strong interaction between liquid water and microwaves! Microwaves are sensitive to water

Soil moisture vs. brightness temperature Shutko, A. M. (1982) "Microwave radiometry of lands under natural and artificial moistening."

ELBARA Detekcja na częstotliwości 1420 MHz, polaryzacje H i V Radiometr przełączany typu Dicke a Podwójna kalibracja (dioda zimna i gorąca ) Dodatkowe rozdzielenie kanałów na 1407.5 MHz oraz 1419.5 MHz ± 12 MHz Szerokość wiązki α = 12 przy -3dB 0,1 0,5 α -10 db -3dB www.wsl.ch

ELBARA Poland Bubnow Wetland

ELBARA Poland Bubnow Wetland

ELBARA III azimuthal and vertical (+improved electronics) North (N) φ = 0 φ H = 6.75 m θ

Bubnow Wetland Meadow Wetland Fallow Cultivated field

The purpose of the projects is to obtain: 1. The radiometric characteristics of wetlands 2. "Penetration Depth" for the L-band?

Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) 7 years on orbit PENETRATION DEPTH?

Brightness temperature from ELBARA + in situ data (collected manually and automatically) + L band emission models + Hydrological models agrometeorological station soil moisture, water potential, temperature, thermal properties 28

Realizowane zadania: Gromadzenie danych SMOS Opracowanie koncepcji głębokości widzenia PD: prawa Kirchoffa i Fresnela where Diel_Const is complex Dielectric Constant of soil retrieved from brightness temperatures measured by SMOS satellite, Re and Im denote real and imaginary part of a complex number.

Global Penetration Depth map from SMOS (no of lambda 21 cm)

SWEX a Albedo

Continuous in situ data for validation purposes: Meteorological data, water content, physicochemical and thermal properties of the soil

Realizowane zadania cd2: Projekt i posadowienie wieży, obrotnicy azymutalnej i wertykalnej Zapewnienie energii elektrycznej, kamer ochrony, nadzoru, ogrodzenia, uziemienia Łącze Internetowe (sterowanie, podgląd) Testy systemu (akceptacja GAMMA RS)

Manual measurements of soil moisture distribution in layers, geostatistical analyses Soil moisture (0-5 cm) [m 3 m -3 ] Soil moisture (0-10 cm) [m 3 m -3 ] Soil moisture (0-17 cm) [m 3 m -3 ] Soil sampling Measurements of soil thermal properties

Soil texture and mineralogical composition

Brightness temperature around ELBARA s tower NIGHT MORNING NOON EVENING Brightness temp. V [K] Brightness temp. H [K]

SMOS vs. ELBARA comparison

SMOS vs. ELBARA comparison 300 280 260 240 220 200 Apr-2016 Jun-2016 Aug-2016 Oct-2016 Dec-2016 Feb-2017 Apr-2017 Date

Poster L-MEB:

Thank you! Website: elbara.pl

sesje będą się odbywać regularnie co ok. pół roku. Ich celem jest upowszechnianie wyników projektów, promowanie pro-projektowego podejścia do badań, poprawa wsparcia ze strony administracji, eliminacja ewentualnych problemów przy realizacji i sprawozdawczości i wreszcie... zapoznanie się najlepszymi badaniami w naszym Instytucie. wytłumaczenie ELBARA Dlaczego pasmo L? Dlaczego na wieży? łączność między satelitarnymi, lotniczymi a naziemnymi Publikacje, postery, konferencje, sprawozdania cząstkowe przyjęte Co ma na celu projekt i co już wykonano? Jak uzyskaliśmy te granty? procedura jest ludzka i rozliczenie też ludzkie oni kupują rzeczy, co ustalone to kupują i nie chcą sprawozdania finansowego!

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ!