原文以Modelling sun-induced chlorophyll fluorescence (SIF) in evergreen conifer forests with a terrestrial biosphere model 為標(biāo)題發(fā)表在 EGUsphere 上

作者 | Thum T, Pacheco-Labrador J, Aurela M 等

北方針葉林帶的歐洲赤松（Scots pine）SIF 發(fā)射光譜（引自 Magney et al., 2019b）。其中，實(shí)線表示 FloX 觀測及 TROPOMI 衛(wèi)星 SIF 反演所采用的波段位置，彩色影區(qū)表示 PhotoSpec 系統(tǒng)用于 SIF 反演的波長范圍。

• 哪些輻射傳輸模型在 SIF 模擬中能兼顧穩(wěn)健性與計(jì)算效率？
• 如何在模型中合理刻畫持續(xù)性非光化學(xué)猝滅對 SIF 信號的影響？
• 原位觀測與衛(wèi)星觀測的 SIF 在模型構(gòu)建中的優(yōu)勢各是什么？

• 高光譜分辨率：光譜儀分辨率 0.3 nm，采樣間隔 0.17 nm，能夠捕捉微弱熒光變化。
• 高信噪比（SNR）：高達(dá) 1000，精確捕捉紅光/近紅外葉綠素?zé)晒獠ǘ危?50–800 nm）信號。
• 雙通道上行/下行測量：下行通道測量太陽入射輻射（視場角 180°），上行通道測量冠層反射輻射（視場角 25°），同時獲取入射與反射光數(shù)據(jù)，有助于輻射傳輸建模與信號解耦。
• 溫控設(shè)計(jì)：光譜儀嵌入溫控外殼，保持暗電流穩(wěn)定，提高長期戶外觀測精度與可靠性。

• 高精度氣體濃度測量：高頻溫度和壓力測量系統(tǒng)，可直接獲得真實(shí)摩爾分?jǐn)?shù)，實(shí)現(xiàn) CO?/H?O 通量的準(zhǔn)確測量。
• 穩(wěn)定可靠的溫控設(shè)計(jì)：光源與探測器溫度可控，即使環(huán)境溫度大幅波動仍能保持測量穩(wěn)定。
• 優(yōu)異的光學(xué)性能與抗污染能力：精密光學(xué)元件降低灰塵等環(huán)境干擾，藍(lán)寶石防刮鏡片易于現(xiàn)場清潔；光學(xué)系統(tǒng)與溫控設(shè)計(jì)提升長期穩(wěn)定性，即使數(shù)周未清潔仍可保持準(zhǔn)確。
• 全球主流觀測網(wǎng)絡(luò)首選：廣泛應(yīng)用于 NEON、ICOS 等國際主流通量觀測網(wǎng)絡(luò)。

• 不同冠層輻射傳輸模型在季節(jié)尺度上表現(xiàn)總體類似，能夠合理再現(xiàn) SIF 的時間變化與季節(jié)特征。
  
  
• L2SM 方法在多站點(diǎn)表現(xiàn)穩(wěn)定，計(jì)算效率高，適合大尺度模型應(yīng)用。
  
  
• 持續(xù)性 NPQ 在解耦模擬 SIF 與光合有效輻射吸收（absorbed PAR）關(guān)系中起到了關(guān)鍵作用，不同站點(diǎn)氣候條件會影響模型表現(xiàn)。
  
  
• 衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)（如 TROPOSIF）對原位觀測起到了補(bǔ)充作用，在全球尺度模型中，有潛力用于持續(xù)性 NPQ 的參數(shù)化及模型驗(yàn)證。

三個不同站點(diǎn)在 6 月和 7 月期間半小時尺度下，GPP 與遠(yuǎn)紅光波段 SIF 之間的觀測關(guān)系（a）與模擬關(guān)系（b）。模擬結(jié)果采用 L2SM 方法。CA-Obs 站點(diǎn)為半小時分辨率數(shù)據(jù)，F(xiàn)I-Sod 和 US-NR1 站點(diǎn)為小時分辨率數(shù)據(jù)。圖中，午前的數(shù)據(jù)以圓點(diǎn)表示，午后的數(shù)據(jù)以叉號表示；實(shí)線表示雙曲函數(shù)擬合結(jié)果。

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