Abstract Solar-induced chlorophyll fluorescence (SIF) has shown to be a good proxy of gross primary production (GPP) across multiple spatial and temporal scales. The dependence of top-of-canopy measurements of SIF on the illumination and observation directions has been recognized as an important factor in the relationship between SIF and GPP across multiple spatiotemporal scales. In this study, we investigated angular effects in diurnal observed SIF (SIFobs) measurements taken with a multi-angle SIF measuring system in a wheat-corn rotational field during the growing season of 2018. Our results reveal strong angular dependencies in diurnal measurements of top-of-canopy SIF for both red SIFobs (RSIFobs) and far-red SIFobs (FRSIFobs). We also observe that the correlation between SIFobs (RSIFobs and FRSIFobs) and GPP depends on both the illumination and viewing directions. To mitigate angular effects in SIFobs, an approach based on spectral reflectance measurements was used. The derived canopy total SIF emission (SIFtotal) at both red and far-red bands (RSIFtotal and FRSIFtotal) showed less angular dependencies and stronger relationships to APAR and GPP than RSIFobs and FRSIFobs. These results highlight the important role of angular effects in SIF when interpreting directional SIFobs retrievals from space, which normally include large variations in sun-target-viewing geometries. This study contributes to our understanding of angular effects on SIF-GPP relationships and subsequently help improve the estimation of GPP from SIF data.

中文翻译：

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评估对作物冠层中测量的太阳诱导叶绿素荧光的昼夜循环的双向影响

摘要 太阳诱导的叶绿素荧光 (SIF) 已被证明是跨多个空间和时间尺度的总初级生产 (GPP) 的良好代表。SIF 的冠层测量对光照和观测方向的依赖性已被认为是跨多个时空尺度 SIF 和 GPP 之间关系的重要因素。在这项研究中，我们调查了 2018 年生长季节小麦-玉米轮作田中使用多角度 SIF 测量系统进行的昼夜观测 SIF (SIFobs) 测量的角度效应。红色 SIFobs (RSIFobs) 和远红色 SIFobs (FRSIFobs) 的 -of-canopy SIF。我们还观察到 SIFobs（RSIFobs 和 FRSIFobs）和 GPP 之间的相关性取决于照明和观察方向。为了减轻 SIFobs 中的角度效应，使用了一种基于光谱反射率测量的方法。红色和远红色波段（RSIFtotal 和 FRSIFtotal）的派生冠层总 SIF 发射（SIFtotal）与 RSIFobs 和 FRSIFobs 相比，与 APAR 和 GPP 的角度依赖性更小，关系更强。这些结果强调了角度效应在解释空间定向 SIFobs 检索时在 SIF 中的重要作用，这通常包括太阳目标观察几何结构的巨大变化。这项研究有助于我们了解角度对 SIF-GPP 关系的影响，并随后帮助改进从 SIF 数据估计 GPP。为了减轻 SIFobs 中的角度效应，使用了一种基于光谱反射率测量的方法。与 RSIFobs 和 FRSIFobs 相比，红色和远红色波段（RSIFtotal 和 FRSIFtotal）的派生冠层总 SIF 发射（SIFtotal）显示出更少的角度依赖性和更强的 APAR 和 GPP 关系。这些结果强调了在解释从空间定向 SIFobs 检索时，角度效应在 SIF 中的重要作用，这通常包括太阳目标观察几何结构的巨大变化。这项研究有助于我们了解角度对 SIF-GPP 关系的影响，并随后有助于改进从 SIF 数据对 GPP 的估计。为了减轻 SIFobs 中的角度效应，使用了一种基于光谱反射率测量的方法。与 RSIFobs 和 FRSIFobs 相比，红色和远红色波段（RSIFtotal 和 FRSIFtotal）的派生冠层总 SIF 发射（SIFtotal）显示出更少的角度依赖性和更强的 APAR 和 GPP 关系。这些结果强调了角度效应在解释空间定向 SIFobs 检索时在 SIF 中的重要作用，这通常包括太阳目标观察几何结构的巨大变化。这项研究有助于我们了解角度对 SIF-GPP 关系的影响，并随后帮助改进从 SIF 数据估计 GPP。与 RSIFobs 和 FRSIFobs 相比，红色和远红色波段（RSIFtotal 和 FRSIFtotal）的派生冠层总 SIF 发射（SIFtotal）显示出更少的角度依赖性和更强的 APAR 和 GPP 关系。这些结果强调了角度效应在解释空间定向 SIFobs 检索时在 SIF 中的重要作用，这通常包括太阳目标观察几何结构的巨大变化。这项研究有助于我们了解角度对 SIF-GPP 关系的影响，并随后帮助改进从 SIF 数据估计 GPP。与 RSIFobs 和 FRSIFobs 相比，红色和远红色波段（RSIFtotal 和 FRSIFtotal）的派生冠层总 SIF 发射（SIFtotal）显示出更少的角度依赖性和更强的 APAR 和 GPP 关系。这些结果强调了角度效应在解释空间定向 SIFobs 检索时在 SIF 中的重要作用，这通常包括太阳目标观察几何结构的巨大变化。这项研究有助于我们了解角度对 SIF-GPP 关系的影响，并随后帮助改进从 SIF 数据估计 GPP。这通常包括太阳目标观察几何形状的巨大变化。这项研究有助于我们了解角度对 SIF-GPP 关系的影响，并随后帮助改进从 SIF 数据估计 GPP。这通常包括太阳目标观察几何形状的巨大变化。这项研究有助于我们了解角度对 SIF-GPP 关系的影响，并随后帮助改进从 SIF 数据估计 GPP。