home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NASA Climatology Interdisciplinary Data Collection / NASA Climatology Interdisciplinary Data Collection - Disc 1.iso / readmes / readme.fao_soils < prev    next >
Text File  |  1998-05-05  |  34KB  |  732 lines

  1.                               [CIDC FTP Data]
  2.                            [Soil IDC Data on FTP]
  3.  
  4. Data Access
  5.  
  6.      FAO Soil Data
  7.  
  8.                                    [rule]
  9.  
  10. Readme Contents
  11.  
  12.      Data Set Overview
  13.           Sponsor
  14.           Original Archive
  15.           Future Updates
  16.  
  17.      The Data
  18.           Characteristics
  19.           Source
  20.  
  21.      The Files
  22.           Format
  23.           Name and Directory Information
  24.           Companion Software
  25.  
  26.      The Science
  27.           Theoretical Basis of Data
  28.           Processing Sequence and Algorithms
  29.           Scientific Potential of Data
  30.           Validation of Data
  31.  
  32.      Data Access and Contacts
  33.           FTP Site
  34.           Points of Contact
  35.  
  36.      References
  37.  
  38.                                    [rule]
  39.  
  40. Data Set Overview
  41.  
  42.      Climate modelers need information on the water holding capacity of
  43.      global soils. Currently the best source of this information is the
  44.      Soil Map of the World, which was produced by the Food and
  45.      Agriculture Organization (FAO) of the United Nations Educational,
  46.      Scientific, and Cultural Organization (UNESCO) in 10 volumes
  47.      between 1970 and 1978. It provides the most detailed, globally
  48.      consistent soil data.
  49.  
  50.      Because water holding capacity is not an explicit attribute of the
  51.      FAO soil map, the data on soil type, soil texture, soil depth, and
  52.      average slope that the soil map does provide may be used as
  53.      surrogates. The four data sets described herein were derived, by
  54.      various researchers, from the FAO soil data. For climate modelers,
  55.      a 1 degree by 1 degree grid of latitude and longitude has been
  56.      deemed adequate.
  57.  
  58.      Sponsor
  59.      The production and distribution of this data set are being funded
  60.      by NASA's Earth Science enterprise program. The data are not
  61.      copyrighted; however, we request that when you publish data or
  62.      results using these data please acknowledge as follows:
  63.  
  64.           The authors wish to thank the Distributed Active Archive
  65.           Center (Code 902 .2) at Goddard Space Flight Center,
  66.           Greenbelt, MD, 20771, for producing the data in its
  67.           present format and distributing them. The original data
  68.           sets where produced by:
  69.  
  70.              * Soil type and soil texture were constructed by
  71.                Zobler (1986).
  72.              * Soil profile depth data set was constructed by Webb
  73.                et al. (1993).
  74.              * Slope data were originally derived from the FAO
  75.                Soil Map of the World in a 1 degree grid (GLOBTEX),
  76.                version 1.0, by the Science and Applications
  77.                Branch, EROS Data Center, Sioux Falls, South
  78.                Dakota.
  79.              * Dr. R.D. Koster performed the analyses necessary to
  80.                assign parameter values to the soil map texture
  81.                classes.
  82.  
  83.           Goddard's share in these activities was sponsored by
  84.           NASA's Earth Science enterprise.
  85.  
  86.      Original Archive
  87.      The original source maps are the FAO Soil Map of the World. The
  88.      Earth Sciences and Resource Institute (ESRI) digitized the data
  89.      under contract to the United Nations Environment Program (UNEP)
  90.      and the FAO in 1984. The EROS Data Center constructed the data
  91.      sets that were later used to derive the global array of average
  92.      slope.
  93.  
  94.      The soil type file was acquired from Goddard Institute of Space
  95.      Science. The soil texture, slope and depth files were acquired
  96.      from the ISLSCP Initiative I CD set.
  97.  
  98.      Future Updates
  99.      An international effort to develop a replacement, the Soil and
  100.      Terrain (SOTER) digital data base of the world, is under
  101.      development by the International Society of Soil Science, the
  102.      International Soil Reference and Information Center, the FAO, and
  103.      the UNEP.
  104.  
  105. The Data
  106.  
  107.      Characteristics
  108.  
  109.         * Summary of Parameters: Soil type contains 26 soil units, and
  110.           values for water and ice. Soil texture is characterized here
  111.           as either coarse, medium/coarse, medium, fine/medium, fine,
  112.           ice or organic. Soil profile depth is an estimate of the
  113.           depth from the soil surface to bedrock or other impermeable
  114.           layer. Slope is the surface slope, as defined by the
  115.           topography.
  116.  
  117.         * Units:
  118.              o Soil type
  119.                0 = ocean/lake        11 = kastanozem     22 = vertisol
  120.                1 = acrisol           12 = luvisol        23 = planosol
  121.                2 = cambisol          13 = greyzem        24 = xerosol
  122.                3 = chernozem         14 = nitosol        25 = yermosol
  123.                4 = podzoluvisol      15 = histosol       26 = solonchek
  124.                5 = rendzina          16 = podzols        27 = ice
  125.                6 = ferrasol          17 = arenosol
  126.                7 = gleysol           18 = regosol
  127.                8 = phaeozem          19 = solonetz
  128.                9 = lithosol          20 = andosol
  129.                10 = fluvisol         21 = ranker
  130.              o Dominant soil texture index Unit-less
  131.              o Soil profile depth cm
  132.              o Average slope %
  133.         * Range:
  134.              o Soil type 1 to 26, (27=ice)
  135.              o Dominant soil texture index 1 to 7
  136.              o Soil profile depth 4 to 800 cm
  137.              o Average slope 10 to 40, (1=ice)
  138.  
  139.         * Spatial Characteristics: The data are given in an equal-angle
  140.           lat/long grid that has a spatial resolution of 1 x 1 degree
  141.           lat/long. The original source map had a scale of 1:5,000,000
  142.           (1 millimeter on the map = 5 kilometers).
  143.         * Spatial Coverage: The coverage is global. Data in each file
  144.           are ordered from North to South and from West to East
  145.           beginning at 180 degrees West and 90 degrees North.
  146.  
  147.         * Temporal Coverage:The data was primarily collected in the
  148.           1960's and 1970's
  149.         * Temporal Resolution: The soil map typically portrays
  150.           time-invariant features.
  151.  
  152.      Source
  153.      Digital data for the FAO Soil Map of the World are available from
  154.      the Land and Water Development Division, FAO, in Rome, Italy.
  155.  
  156.      A) SOIL TYPE. The soil type data file was derived from the highest
  157.      level of the FAO soil units and is based on the work of Zobler
  158.      (1986).
  159.  
  160.      B) SOIL TEXTURE. The soil texture data file is based on the work
  161.      of Zobler (1986) and uses the indices listed in the table below to
  162.      identify the texture of the dominant soil type within each 1
  163.      degree x 1 degree grid square. The original FAO data provided, for
  164.      the dominant soil type in a soil unit, the designation "coarse",
  165.      "medium", "fine", or a combination of these based on the relative
  166.      amounts of clay, silt, and sand present in the top 30 cm of soil.
  167.  
  168.      Also listed in the table are some suggested, arbitrarily chosen
  169.      values (see caveat) for associated soil moisture transport
  170.      properties.
  171.  
  172.       index   soil texture     n    psi_s    K_s      b    comments
  173.  
  174.                                                            Loamy
  175.         1     coarse         0.421  .0363  1.41E-5   4.26  sand
  176.                                                            values*
  177.  
  178.                                                            Sandy
  179.         2     medium/coarse  0.434  .1413  5.23E-6   4.74  loam
  180.                                                            values*
  181.  
  182.         3     medium         0.439  .3548  3.38E-6   5.25  Loam
  183.                                                            values*
  184.  
  185.                                                            Sandy
  186.         4     fine/medium    0.404  .1349  4.45E-6   6.77  clay
  187.                                                            loam
  188.                                                            values*
  189.  
  190.                                                            Clay
  191.         5     fine           0.465  .2630  2.45E-6   8.17  loam
  192.                                                            values*
  193.  
  194.         6     ice            --     --     --        --    --
  195.  
  196.         7     organic        0.439  .3548  3.38E-6   5.25  Loam
  197.                                                            values*
  198.  
  199.         0     (ocean)        --     --     --        --    --
  200.  
  201.      where
  202.  
  203.           n is the porosity (dimensionless),
  204.           psi_s is the matric potential at saturation (in m)
  205.           K_s is the saturated hydraulic conductivity (in m/s), and
  206.           b (dimensionless) is the slope of the retention curve on a
  207.           logarithmic graph, used to compute transport properties of
  208.           subsaturated soils.
  209.  
  210.      * CAUTION: The assignment of loamy sand transport parameter values
  211.      to coarse soils does NOT imply that the "coarse" designation
  212.      implies a loamy sand in the USDA soil texture triangle. Similarly,
  213.      a "medium/coarse" designation does not imply a sandy loam, a
  214.      "medium" designation does not imply a loam, and so on. The mapping
  215.      of transport parameter values to soil texture in the table is
  216.      highly arbitrary and technically incorrect. It is provided solely
  217.      as a suggestion for the typical large scale (GCM) modeler, who
  218.      could easily run into trouble if the "technically correct" numbers
  219.      were used.
  220.  
  221.      The suggested reclassification in the table reflects the
  222.      inappropriateness of assigning hydraulic properties of soils as
  223.      measured in the laboratory to GCM soil columns that represent
  224.      extensive areas -- they tend to produce unrealistic resistance to
  225.      soil moisture diffusion. This is almost certainly due to the
  226.      inadequacy of current land surface models, which have very limited
  227.      treatments of subgrid soil moisture variability, and to the fact
  228.      that properties measured in the laboratory often do not describe
  229.      soil behavior in the field, which is strongly influenced by
  230.      spatial variability in texture, the presence of decayed root
  231.      systems, wormholes, etc. As a makeshift response to this problem,
  232.      a given soil type in the table above is arbitrarily assigned
  233.      transport parameter values for a coarser textured soil.
  234.      Determining the optimal parameter values for each type, which are
  235.      probably very different from those listed above, would require
  236.      much further research.
  237.  
  238.      The values for the four transport parameters were obtained from
  239.      the study of Cosby et al. (1984), who analyzed an extensive and
  240.      diverse collection of soil samples.
  241.  
  242.      C) SOIL PROFILE DEPTH. The soil profile thickness file was derived
  243.      by Webb et al. (1991, 1993) from information contained in Volumes
  244.      2-10 of the FAO/UNESCO Soil Map of the World. First, the Earth was
  245.      divided into nine continental regions: North America,
  246.      Mexico/Central America, South America, Europe, Africa,
  247.      South-Central Asia, North Central Asia, Southeast Asia, and
  248.      Australia/South Asia. For each of these regions, the FAO records
  249.      were examined to determine the profile thickness for a
  250.      representative sample of every component soil type. When a
  251.      thickness was undefined for a soil type, an arbitrary thickness of
  252.      3.6 meters was assigned; presumably the bedrock is at a greater
  253.      depth than this. All soil elements of a given type within a given
  254.      continental region were then assumed to have the same profile
  255.      thickness. The thicknesses stored in the file's 1 degree x 1
  256.      degree array are the thicknesses for the dominant soil types
  257.      within the grid squares, as determined by Zobler (1986).
  258.  
  259.      D) AVERAGE SLOPE. The average topographical slope for each 1
  260.      degree x 1 degree square was derived from data sets constructed by
  261.      the Science and Applications Branch of the EROS Data Center in
  262.      Sioux Falls, South Dakota. Unlike the soil texture and soil
  263.      profile thickness data, the average slope data reflects all of the
  264.      soil regimes in a square, not just the dominant one. The slope
  265.      estimates are crude, however, given the qualitative nature of the
  266.      original data.
  267.  
  268. The Files
  269.  
  270.      Format
  271.  
  272.      Data Files
  273.  
  274.         * File Size: 259200 bytes, 64800 data values
  275.         * Data Format: IEEE floating point notation
  276.         * Headers, trailers, and delimiters: none
  277.         * Land/water mask: ocean/lake mask, value 0
  278.         * Fill value: -999.0, (slope)
  279.         * Image orientation: North to South
  280.                Start position: (179.5W, 89.5N)
  281.                End position: (179.5E, 89.5S)
  282.  
  283.      Name and Directory Information Naming Convention
  284.  
  285.      The file naming convention for the FAO soil data set is
  286.  
  287.           fao_soil.pppppp.1nnegl.ddd
  288.  
  289.      where:
  290.           fao_soil./b> = data product designator
  291.           pppppp = parameter name
  292.                types = soil type
  293.                textur = soil texture
  294.                depth = soil depth
  295.                slope = average slope
  296.           1 = number of levels
  297.           n = vertical coordinate, n= not applicable
  298.           n = temporal period, n = not applicable
  299.           e = horizontal grid resolution, e = 1 x 1 degree
  300.           gl = spatial coverage, gl = global (land)
  301.           ddd = file type designation, (bin=binary, ctl=GrADS control
  302.           file)
  303.  
  304.      Directory Path
  305.  
  306.           /data/inter_disc/hydrology/soil/
  307.  
  308.      Companion Software
  309.      Several software packages have been made available on the CIDC
  310.      CD-ROM set. The Grid Analysis and Display System (GrADS) is an
  311.      interactive desktop tool that is currently in use worldwide for
  312.      the analysis and display of earth science data. GrADS meta-data
  313.      files (.ctl) have been supplied for each of the data sets. A GrADS
  314.      gui interface has been created for use with the CIDC data. See the
  315.      GrADS document for information on how to use the gui interface.
  316.  
  317.      Decompression software for PC and Macintosh platforms have been
  318.      supplied for datasets which are compressed on the CIDC CD-ROM set.
  319.      For additional information on the decompression software see the
  320.      aareadme file in the directory:
  321.  
  322.           software/decompression/
  323.  
  324.      Sample programs in FORTRAN, C and IDL languages have also been
  325.      made available to read these data. You may also acquire this
  326.      software by accessing the software/read_cidc_sftwr directory on
  327.      each of the CIDC CD-ROMs
  328.  
  329. The Science
  330.  
  331.      Theoretical Basis of Data
  332.      The FAO Soil Map of the World is comprised of map units, which
  333.      bound areas containing an association of soil units plus texture
  334.      class and slope class. Each association of soil units can contain
  335.      a dominant soil unit, associated soil unit and included soil unit.
  336.      The area coverage, in a given map unit, for each of these
  337.      categories are as follows:
  338.  
  339.         * the dominant soil unit occupies the largest area of the map
  340.           unit
  341.         * the associated soil unit occupies more than 20 percent of the
  342.           enclosed map unit area but less than the area of the dominant
  343.           soil unit
  344.         * the included soil unit occupies less than 20 percent of the
  345.           enclosed area.
  346.  
  347.      Total area for each map unit is given, but area for each soil unit
  348.      is not. The soil units are values representative of designated
  349.      locations. The FAO has developed an algorithm for estimating the
  350.      area of each soil unit within a soil association based on the
  351.      number of soil units in each map unit.
  352.  
  353.      The FAO system of soil classification has two levels, which are
  354.      based on a inherent profile properties system. The highest level
  355.      has 26 (used for soil type map) members and the lowest level has
  356.      106 members. Detailed profile descriptions, which are
  357.      representative of the soil units, are given in the volume
  358.      accompanying each map. The descriptions contain information on:
  359.  
  360.         * texture
  361.         * structure
  362.         * color
  363.         * nutural soil layers
  364.         * total depth
  365.         * layer thickness
  366.         * underlying geologic material
  367.  
  368.      Textural classes reflect the relative proportions of clay
  369.      (fraction less than 2 micrometers), silt (2-50 micrometers), and
  370.      sand (50-2,000 micrometers) in the soil. The texture of a soil
  371.      horizon is one of its most permanent characteristics. It is also a
  372.      very important one because, in combination with other properties,
  373.      it influences soil structure, consistence, porosity, cation
  374.      exchange capacity, permeability and water holding capacity.
  375.  
  376.      Three textural classes are recognized by the FAO Soil Map of the
  377.      World:
  378.  
  379.        1. Coarse textured: sands, loamy sands, and sandy loams with
  380.           less than 18 percent clay and more than 65 percent sand.
  381.  
  382.        2. Medium textured: sandy loams, loams, sandy clay loams, silt
  383.           loams, silt, silty clay loams, and clay loams with less than
  384.           35 percent clay and less than 65 percent sand; the sand
  385.           fraction may be as high as 82 percent if a minimum of 18
  386.           percent clay is present.
  387.  
  388.        3. Fine textured: clays, silty clays, sandy clays, clay loams,
  389.           and silty clay loams with more than 35 percent clay.
  390.  
  391.      The textural class refers to the texture of the upper 30
  392.      centimeters of the soil, which is important for tillage and water
  393.      retention. The maps often state that a dominant soil type is
  394.      composed of combinations of these textural classes (e.g., coarse
  395.      AND medium for a given soil).
  396.  
  397.                                             100/\
  398.                                               /  \
  399.                                            90/    \10
  400.                                             /      \
  401.                                          80/        \20
  402.                                           /          \
  403.                           / \          70/            \30
  404.                            |            /              \
  405.                            |         60/                \40
  406.                            |          /       FINE       \
  407.                      Percent clay  50/                    \50  Percent silt
  408.                                     /                      \         |
  409.                                  40/                        \60      |
  410.                                   /--------------------------\       |
  411.                                30/                            \70   \ /
  412.                                 /                              \
  413.                              20/                                \80
  414.                               /--------          MEDIUM          \
  415.                            10/         \                          \10
  416.                             /    COARSE \                          \
  417.                             ----------------------------------------\
  418.                           100  90  80  70  60  50  40  30  20  10
  419.                                         <--------------
  420.                                           Percent sand
  421.  
  422.      To obtain the soil moisture transport parameters listed in the
  423.      soil texture table, points corresponding to these textures or
  424.      texture combinations were located on the U.S. Dept. of Agriculture
  425.      (1951, p. 209) textural triangle, a rough reproduction of which is
  426.      shown below:
  427.  
  428.                                             100/\
  429.                                               /  \
  430.                                            90/    \10
  431.                                             /      \
  432.                                          80/        \20
  433.                                           /          \
  434.                           / \          70/            \30
  435.                            |            /              \
  436.                            |         60/       C        \40
  437.                            |          /                 /\
  438.                      Percent clay  50/\                /  \50  Percent silt
  439.                                     /  \              / SiC\         |
  440.                                  40/ SC \____________/______\60      |
  441.                                   /______\     CL    \ SiCL  \       |
  442.                                30/ SCL    \___________\_______\70   \ /
  443.                                 /_________/          /         \
  444.                              20/_         \    L    /   SiL     \80
  445.                               /  \_   SL   \       /             \
  446.                            10/\_   \_       \_____/         ______\90
  447.                             / S \ LS \_          /         /  Si   \
  448.                            /_____\_____\________/_________/_________\
  449.                           100  90  80  70  60  50  40  30  20  10
  450.                                         <--------------
  451.                                           Percent sand
  452.  
  453.      The soil textures identified in the figure are:
  454.  
  455.           C: Clay
  456.           SC: Sandy clay
  457.           SiC: Silty clay
  458.           SCL: Sandy clay loam
  459.           CL: Clay loam
  460.           SiCL: Silty clay loam
  461.           S: Sand
  462.           LS: Loamy sand
  463.           SL: Sandy loam
  464.           L: Loam
  465.           SiL: Silt loam
  466.           Si: Silt
  467.  
  468.      The points were then arbitrarily shifted toward coarser soils, and
  469.      transport parameters for the coarser soils were taken from Cosby
  470.      et al. (1984), who used the same triangle to differentiate soil
  471.      types.
  472.  
  473.      Processing Sequence and Algorithms
  474.  
  475.      Soil Type & Texture:
  476.  
  477.      Zobler (1986) used a transparent overlay to subdivide the original
  478.      source map into one-degree cells. The original source map
  479.      (digitized from the 1:5,000,000 scale FAO Soil Map of the World)
  480.      had a two degree grid size for latitudes below 60 degrees, a four
  481.      degree grid size for latitudes between 60 and 80 degrees latitude,
  482.      and a eight degree grid size above 80 degrees latitude. The soil
  483.      type map was created by selecting the dominant soil unit, from the
  484.      largest map unit covering the one-degree grid cell. Soil texture
  485.      was derived from the soil profile information associated with each
  486.      soil unit, using the methodology described in the SOURCE and
  487.      THEORETICAL BASIS sections of this readme.
  488.  
  489.      Soil Profile Depth:
  490.  
  491.      Webb et al. (1991) developed the following set of decision rules
  492.      for the soil depth data to standardize the data set, to check the
  493.      data for errors and to correct them, and to fill in missing data:
  494.  
  495.         * A default basal depth of 360 cm was used when no bottom depth
  496.           was specified for a soil profile. The default depth of 360 cm
  497.           was selected to allow realistic simulation of dynamic
  498.           hydrology.
  499.         * An average depth was calculated in cases when a depth range
  500.           was given or the top and bottom depths of contiguous horizons
  501.           were not the same. Depths reported in inches were converted
  502.           to metric.
  503.  
  504.      Webb et al. (1991) reported that a number of soil types from each
  505.      continent were completely missing depth data. To fill in these
  506.      areas they substituted data using the same soil type from a
  507.      different continental division. When data for a soil type were
  508.      absent from all the continents, data were substituted from an
  509.      adjacent soil type with similar descriptive characteristics.
  510.  
  511.      Average Slope:
  512.  
  513.      Arc/Info software was used for most processing steps in the
  514.      construction of the slope data files generated by the EROS Data
  515.      Center (which were then used to construct the average slopes),
  516.      including projection from the bipolar oblique conformal projection
  517.      to geographic (latitude-longitude) coordinates for the Americas.
  518.      The remainder of the world was projected from the Miller oblated
  519.      stereographic projection using software provided by Sprinsky
  520.      (1992).
  521.  
  522.      The average slopes were generated by some simple processing of the
  523.      data sets produced by the EROS Data Center. These data sets
  524.      provide, for each 1 degree x 1 degree square, the fractions f1,
  525.      f2, and f3 of area covered by "level to gently undulating" (0-8%),
  526.      "rolling to hilly" (8-30%) and "steeply dissected to mountainous"
  527.      (>30%) slopes, respectively. For the calculation of the average
  528.      slope, the 0-8% slope category was assigned a typical slope of 4%,
  529.      the 8-30% slope category was assigned an average slope of 19%, and
  530.      the >30% slope category was assigned the arbitrary slope of 40%.
  531.      The average slope was then taken to be:
  532.  
  533.                           f1*4% + f2*19% + f3*40%
  534.          average slope =  -------------------------
  535.                           f1+f2+f3
  536.  
  537.      Special Corrections/Adjustments:
  538.  
  539.      A few of the 1 degree x 1 degree squares that were designated by
  540.      Zobler (1986) as ice in the soil texture and soil type files are
  541.      listed as land squares in the ISLSCP Initiative I vegetation data
  542.      sets. To correct this inconsistency the "ice" squares, in the
  543.      original soil data sets, that are designated as "tundra" in the
  544.      vegetation data set have been changed to coarse (soil texture) and
  545.      regosol (soil type).
  546.  
  547.      The soil texture, depth, and slope data (that were originally
  548.      archived on the ISLSCP Initiative I CD set) had the ISLSCP
  549.      land/sea mask, applied to them. This mask had areas of land which
  550.      were classified as ocean in the original Zobler (1986) Webb et al.
  551.      (1991, 1993), and EROS data center files. The soil data on the
  552.      ISLSCP Initiative I data was modified so that these grid cells
  553.      were re-classified as land with an appropriate parameter value.
  554.  
  555.      The soil data describe in this readme, and available as part of
  556.      the Interdiscipline Data Collection (IDC) has been revised. Areas
  557.      which were re-classified on the ISLSCP Initiative I soil data, as
  558.      land, have been changed back to ocean on the IDC soil data. This
  559.      process does not apply to the soil type data which never had the
  560.      ISLSCP Initiative I land/sea mask applied to it.
  561.  
  562.      The Goddard DAAC converted the soil files to IEEE floating point
  563.      notation and re-oriented the soil type file to it's present form.
  564.  
  565.      Scientific Potential of Data
  566.      The four soil data files are provided mainly for use in defining
  567.      land surface properties for general circulation model (GCM)
  568.      applications. Many land surface models coupled to GCMs require
  569.      estimates of soil profile depth, surface slope, and soil moisture
  570.      transport properties (as obtained from soil texture) for their
  571.      runoff, soil moisture storage, and drainage parameterizations.
  572.      Inherent in the data are large-scale spatial variations in the
  573.      soil properties, which presumably are realistic even if values at
  574.      various grid squares are inaccurate. This large-scale structure
  575.      can be important for defining GCM climate.
  576.  
  577.      Given that climate modelers are the expected users of the data,
  578.      the danger of using the data for other applications must be
  579.      stressed. Extracting a soil texture, slope, soil profile depth or
  580.      soil type from the files for a specific small-scale region (even a
  581.      region composed of numerous 1 degree x 1 degree squares) is
  582.      foolhardy without further research into the reliability of the
  583.      data in the region, as determined, for example, from the original
  584.      FAO Soil Map of the World. At some squares, the data is
  585.      undoubtedly unreliable. Even if the reliability were high, soil
  586.      texture and profile depth are provided only for the dominant soil
  587.      component of the 1 degree x 1 degree square, and thus the
  588.      appropriate values in a subgrid region of interest can easily be
  589.      missed. The moisture transport parameter values listed in the soil
  590.      texture table are undoubtedly inaccurate and are provided ONLY to
  591.      give climate modelers a consistent basis for performing
  592.      intercomparison studies.
  593.  
  594.      The data can be spatially aggregated by averaging the values in
  595.      adjacent grid cells to create, for example, a 2x3 degree grid or a
  596.      3x5 degree grid. Although the grid cells are not equal area, and
  597.      large errors would be introduced if a cell at the equator were
  598.      averaged with a cell at the north pole, the errors from averaging
  599.      adjacent cells will be within the accuracy limits for the data
  600.      set.
  601.  
  602.      Validation of Data
  603.      The original FAO data represent a generalization of more detailed
  604.      data, which may be available in various countries, and which are
  605.      in turn a generalized representation of reality. As stated by
  606.      Zobler (1986), "about 11,000 maps were reviewed [to construct the
  607.      FAO Soil Map of the World]; they varied widely in reliability,
  608.      detail, precision, scales, methodologies, etc." As with any soil
  609.      map, some of the variability in the actual soils is not shown on
  610.      the map. Errors may have been introduced in the digitizing and map
  611.      projection process.
  612.  
  613.      The soil type, soil texture, and profile depth files contain data
  614.      for the dominant soil type in each 1 degree x 1 degree square and
  615.      thus ignore contributions from potentially significant secondary
  616.      components. Soil texture, profile depth and average slope values
  617.      were not available for all of the soil types mapped by Zobler
  618.      (1986). The profile depths are generally based on depths measured
  619.      for an equivalent soil elsewhere on the continent; depths are not
  620.      actually measured at each square. As stated by Webb et al.(1991),
  621.      the soil profile thickness in many cases represent minimum
  622.      possible values because profile descriptions do not always extend
  623.      to subsurface bedrock. The soil thicknesses range from 10 cm for
  624.      Lithosol to 800 cm for Distric Nitosol in Africa. The spatial
  625.      distribution of soil profile thickness can be summarized as
  626.      thickest in the well-developed soils of tropical low latitudes and
  627.      thinnest in the poorly developed soils of high latitudes. The soil
  628.      profiles are thin in mountainous regions such as the Himalayas and
  629.      Andes and are thick in mid-latitude peatlands such as those found
  630.      in northern Europe and North America. For further discussion of
  631.      the limitations of these data sets, see Zobler (1986) and Webb et
  632.      al. (1991, 1993).
  633.  
  634.      An obvious source of error in the average slope file is the
  635.      arbitrary choice of 40% to represent all steep slopes, when all
  636.      that is known is that they exceed 30%. Also, for the files used to
  637.      compute the average slopes, assumptions were made on the
  638.      percentage composition of the components. The vector data sets
  639.      were gridded as separate data sets, and the data sets were merged
  640.      in grid form. Some overlaps between data sets were removed
  641.      manually.
  642.  
  643.      Confidence Level/Accuracy Judgment:
  644.  
  645.      Some measure of reliability was provided for the original FAO
  646.      source maps, but these measures were not considered when
  647.      constructing the soil texture, depth, and slope files, and
  648.      corresponding arrays of reliability estimates are not available.
  649.      The accuracy of the data is, of course, severely limited by the
  650.      errors.
  651.  
  652.      Measurement Error for Parameters and Variables:
  653.  
  654.      The published FAO Soil Map of the World contains inset maps
  655.      showing three categories of reliability for the source data used
  656.      to make the map. Those interested in the reliability at a specific
  657.      site should consult this source; again, digitized global
  658.      reliability estimates are not available. Detailed soil surveys
  659.      were performed only over selected areas of each continent.
  660.  
  661.      Known Problems with the Data:
  662.  
  663.      The FAO Soil Map of the World is becoming out-of-date because of
  664.      recent soil surveys and new techniques for measurement and data
  665.      handling. An international effort to develop a replacement, the
  666.      Soil and Terrain (SOTER) digital data base of the world, is under
  667.      development by the International Society of Soil Science, the
  668.      International Soil Reference and Information Center, the FAO, and
  669.      the UNEP.
  670.  
  671. Data Access and Contacts
  672.  
  673.      FTP Site
  674.      Points of Contact
  675.      For information about or assistance in using any DAAC data,
  676.      contact
  677.  
  678.           EOS Distributed Active Archive Center (DAAC)
  679.           Code 902.2
  680.           NASA Goddard Space Flight Center
  681.           Greenbelt, Maryland 20771
  682.           Internet: daacuso@daac.gsfc.nasa.gov
  683.           301-614-5224 (voice)
  684.           301-614-5268 (fax)
  685.  
  686. References
  687.  
  688.      Cosby, B.J., G.M. Hornberger, R.B. Clapp, and T.R. Ginn, 1984. A
  689.      statistical exploration of the relationships of soil moisture
  690.      characteristics to the physical properties of soils, Water
  691.      Resources Research, 20:682-690.
  692.  
  693.      Food and Agriculture Organization (FAO) of the United Nations,
  694.      1970-78, Soil map of the world, scale 1:5,000,000, volumes I- X:
  695.      United Nations Educational, Scientific, and Cultural Organization,
  696.      Paris.
  697.  
  698.      Sprinsky, William H., 1992. The inverse solution for the Miller
  699.      oblated stereographic projection: Presented at the 27th
  700.      International Geographical Congress, Washington, D.C.
  701.  
  702.      U.S. Dept. of Agriculture, 1951. Soil Survey Manual. U.S. Dept. of
  703.      Agriculture Agricultural Handbook, 18, 503pp.
  704.  
  705.      Webb, R.S., C.E. Rosenzweig, and E.R. Levine, 1991. A global data
  706.      set of soil particle size properties, NASA Tech. Memo. 4286, NASA,
  707.      34pp.
  708.  
  709.      Webb, R.S., C.E. Rosenzweig, and E.R. Levine, 1993. Specifying
  710.      land surface characteristics in general circulation models: soil
  711.      profile data set and derived water-holding capacities, Global
  712.      Biogeochemical Cycles, 7:97-108.
  713.  
  714.      Zobler, L., 1986. A world soil file for global climate modeling.
  715.      NASA Tech. Memo. 87802, NASA, 33pp.
  716.  
  717.      Zobler, Leonard, 1987. A world soil hydrology file for global
  718.      climate modeling: International Geographic Information Systems
  719.      Symposium: The Research Agenda, November 15-18, 1987, Arlington,
  720.      Virginia, Proceedings. 1:229-244.
  721.  
  722.   ------------------------------------------------------------------------
  723.  
  724.                  [NASA] [GSFC]  [Goddard DAAC] [cidc site]
  725.  
  726.                   NASA  Goddard      GDAAC        CIDC
  727.  
  728. Last update:Thu Jun 19 18:42:11 EDT 1997
  729. Page Author: James McManus -- mcmanus@daac.gsfc.nasa.gov
  730. Web Curator: Daniel Ziskin -- ziskin@daac.gsfc.nasa.gov
  731. NASA official: Paul Chan, DAAC Manager -- chan@daac.gsfc.nasa.gov
  732.