Analysis of trends of total evaporation fluxes (for 2003-2017) according to the data of product MOD16a2 for the territory of the Marksovsky district of the Saratov region

This paper presents the results of calculations of areal trends of total evaporation ETa fluxes for the growing periods of 2003-2017 in the territory of the Marksovsky district of the Saratov region. Raster layers formed for the territory with a 500 m resolution of the Eta8 (Eta 8-day averaging) for each year of the investigated time interval were obtained from tiles sets h20v03 of the product MOD16A2 for the period from May 25 to September 2 of the corresponding year. As a result, the 19830 time series of total evaporation fluxes for the ETaw growing seasons of the 15-year study period were drawn up for the Marksovsky district. The obtained time series of geodata of the actual evapotranspiration for the growing season ETaw for each of the 15 studied years were used for the spatial analysis of ETaw trends. For the analysis, the method of nonparametric Mann-Kendal statistics was used. It revealed the presence of 2 half-periods with diametrically opposite trends in the dominant part of time series. The first half-period found out negative values (downward) trends and falls on 2003-2010, the second half-period showed positive (upward) trends for 2010-2017. The presented results of the spatial distribution of both trends indicate the presence of an influence on ETaw both distance from the bank of R. Volga and anthropogenic factors. Hypotheses for additional analysis are proposed. For the visual deciphering of the places of abnormal values of trends velocities of the both half-periods there were used space photos of high resolution. As a result it was marked that the location of these anomalies corresponded to the location of pivot sprinklers in the territory of the Privolzhskoj irrigation system.

total evaporation, SEBS model, product MOD16A2, Mann-Kendall test, Marksovsky district, sprinklers, Privolghskaya irrigation system

1. Использование данных дистанционного зондирования при моделировании водного и теплового режимов сельских территорий / Е.Л. Музылев [и др.] // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2017. - Т. 14. № 6. - С. 108-136.

2. Hayduk D. Qimate change, agriculture and food security. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2013. -1-194 p.

3. Ermolaeva O. et al. Warm Season Trends of ETa: A Case Study of Near-North Caspian Low Lands. Springer, Cham, 2019. - P. 41-44.

4. Argaman E., Keesstra S.D., Zeiliguer A. Monitoring the impact of surface albedo on a saline lake in SW Russia // L. Degrad. Dev. - 2012. - Vol. 23. - № 4. - P. 398-408.

5. Zhang H., Sun J., Xiong J. Spatial-Temporal Patterns and Controls of Evapotranspiration across the Tibetan Plateau (2000-2012) // Adv. Meteorol. Hindawi Limited, 2017. - Vol. 2017.

6. Kairis O. et al. Evaluation and Selection of Indicators for Land Degradation and Desertification Monitoring: Types of Degradation, Causes, and Implications for Management // Environ. Manage. Springer US, 2014. - Vol. 54. -№ 5. - P. 971-982.

7. Yang Y. et al. Regional water balance based on remotely sensed evapotranspiration and irrigation: An assessment of the haihe plain, China // Remote Sens. MDPI AG, 2014. -Vol. 6. - № 3. - P. 2514-2533.

8. Компьютерный анализ режимов водного стресса орошаемых агроценозов с использованием SWAP-модели, а также данных наземного и космического мониторинга / А.М. Зейлигер [и др.] // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2019. - Т. 16. № 3. - С. 33-43.

9. Liu M. et al. Effects of land-use and land-cover change on evapotranspiration and water yield in China during 1900-2000 // J.Am. Water Resour. Assoc. - 2008. Vol. 44. - № 5. - P. 1193-1207.

10. Tushaus J. et al. Comparison of medium spatial resolution ENVISAT-MERIS and ter-ra-MODIS time series for vegetation decline analysis: A case study in central Asia // Remote Sens. MDPI AG, 2014. - Vol. 6. - № 6. - P. 5238-5256.

11. Зейлигер А.М., Ермолаева О.С. Информационные технологии в мониторинге богарных и орошаемых агроценозов // Современные наукоемкие технологии. - 2016. - № 10-1. - С. 62-66.

12. Зейлигер А.М., Ермолаева О.С. Оценка водного стресса орошаемых агроценозов с использованием данных агро-гидрологической модели SWAP, наземного (метеорологического) и космического мониторинга // Водные ресурсы: новые вызовы и пути решения. - Новочеркасск: ООО «Лик», 2017. - С. 187-192.

13. Running S.W. et al. User’s Guide MODIS Global Terrestrial Evapotranspiration (ET) Product (MOD16A2/A3 and Ye-ar-end Gap-filled MOD16A2GF/A3GF) NASA Earth Observing System MODIS Land Algorithm (For Collection 6). - 2019. - 1-38 p.

14. Jin X., Guo R., Xia W. Distribution of actual evapotranspiration over Qaidam basin, an Arid area in China // Remote Sens. - 2013. - Vol. 5. - № 12. - P. 6976-6996.

15. Зейлигер А.М., Ермолаева О. С., Кричевцова А.Н. Результаты пространственно-временного анализа наборов данных ДЗЗ по испарению с поверхности суши MOD16 et за 2000-2009 годы для территории Палласовского района Волгоградской области РФ // Экология. Экономика. Информатика. Сб статей в 3 т. - Р/на-Дону: Южный федеральный университет, 2015. - С. 35-48.

16. Иванова Г.Ф., Левицкая Н.Г. Изменчивость максимально возможного и суммарного испарения на территории Саратовской области в условиях меняющегося климата // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия «Науки о Земле». - 2015. - Т. 15. - Вып. 3. - С. 5-8.

17. Исследование предпочтительных потоков влаги в лугово-Черноземной почве Саратовского Заволжья / С.В. Затинацкий [и др.] // Почвоведение. - 2007. - № 5. - С. 585-598.

18. EarthExplorer [Electronic resource]. - URL: https://earthexplorer.usgs.gov/ (accessed: 14.03.2021).

19. Прототип геоинформационной базы данных многолетнего мониторинга грунтовых вод на Приволжской оросительной системе - пути ее развития, применения и распространения / А.М. Зейлигер, Т.А. Петровец, О.С. Ермолаева и др. // Мат-лы научно-практ. конф. (г. Волгоград, 26-28 мая 2010 г.). - Волгоград: ГНУ ПНИИЭМТ Россельхозакадемии, 2010.