This work reports on the two-stream radiative transfer in a horizontally homogeneous turbid vegetation medium assuming bi-Lambertian leaf scattering by planar model leaves. The deduced two-stream radiative transport equations are solved analytically for various leaf architectures considering leaf normal distribution (LND) functions from purely vertical to purely horizontal leaves. These transfer models are driven by radiative energy flux densities (EFDs) incident at the top of the vegetation (TOV) and separated into their diffuse and direct fractions, used as upper boundary conditions. The radiance field is treated as approximately isotropic, but its zenithal distribution can be varied by the
so-called diffusivity factor, which allows together with the incident EFDs at TOV to take the sky conditions above the canopy into account. Simulations of the canopy reflectance and transmittance are performed in the UV/VIS as function of the solar zenith angle and the ratio of the direct and diffuse sky light above the canopy representing clear and overcast sky conditions. These computations demonstrate that the radiative transfer in vegetation is significantly influenced by this ratio and the LND of the leaves. / Diese Arbeit berichtet ¨uber den Zweistrom-Strahlungstransfer eines horizontal homogenen und trüben Vegetationsmediums, wobei bi-Lambertsche Streuung an als eben betrachteten Modellblätter angenommen wird. Die abgeleiteten Zweistrom-Strahlungstransportgleichungen werden analytisch gelöst für verschiedene Blattarchitekturen, indem Blattnormalenverteilungsfunktionen
(BNV) von rein vertikalen bis rein horizontale Bl¨atter ber¨ucksichtigt
werden. Diese Transfermodelle werden durch Strahlungsflussdichten angetrieben,
die am Oberrand der Vegetation gegeben und in deren Direkt- und Diffusanteil aufgespalten
sind, wobei letztere als obere Randbedingungen fungieren. Das Strahldichtefeld wird
als nahezu isotrop angenommen, jedoch kann dessen Zenitwinkelabh¨angigkeit durch den
sogenannten Diffusivit¨atsfaktor variiert werden, der es zusammen mit den am Oberrand
einfallenden Strahlungsflussdichten erlaubt, unterschiedliche Bedingungen f¨ur das atmosph
¨arische Himmelslicht zu ber¨ucksichtigen. Es wurden Simulationen der Reflektanz und
Transmittanz des Gesamtmediums im UV/VIS als Funktion des Sonnenzenitwinkels sowie
des Verh¨altnisses des Direkt- und Diffuslichts durchgef¨uhrt, stellvertretend f¨ur klare
Tage und bew¨olkte Situationen. Diese Berechnungen zeigen, dass der Strahlungstransfer
in Vegetation deutlich von diesem Verh¨altnis sowie von der BNV der Bl¨atter abh¨angt.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:16098 |
| Date | 17 August 2017 |
| Creators | Otto, Sebastian, Trautmann, Thomas |
| Contributors | Universität Leipzig |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/acceptedVersion, doc-type:article, info:eu-repo/semantics/article, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-212029, qucosa:13963 |
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