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Banque de données projets FEDRA

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Détermination de l’humidité de surface du sol à partir d’images SSM/I

Projet de recherche T4/DD/44 (Action de recherche T4)


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Description :

Afin de mieux saisir l’impact du réchauffement global à l’échelle régionale, l’Institut d'Astronomie et de Géophysique Georges Lemaître de l’UCL réalise des simulations de climats régionaux sur l’Europe occidentale avec le Modèle Atmosphérique Régional (MAR). Il s’agit d’un modèle atmosphérique numérique contennant un schéma détaillé de la surface du sol, y compris des calculs explicites de l’humidité de surface du sol. La représentation correcte de l’humidité du sol dans des modèles de climats numériques est d’une importance primordiale puisqu’elle est une variable clé du cycle hydrologique, et avec le réchauffement général, on peut s’attendre à une fréquence accrue des phénomènes hydrologiques extrêmes, tels que les inondations et les périodes de sécheresse prolongées. Malheureusement, des ensembles de données destinés à valider l’humidité du sol simulée sur l’Europe occidentale font défaut.

La façon la plus efficace d’obtenir des informations sur l’humidité de surface du sol avec un échantillonnage spatio-temporel suffisant pour des régions suffisamment grandes réside dans l’intensité des températures dans la gamme des micro-ondes mesurées par satellite, et le SSM/I est actuellement le seul producteur d’images micro-ondes qui puisse le faire.

Récemment, on a pu démontrer que la méthodologie basée sur la physique et développée au VITO [Passive Microwave Soil Moisture Retrieval (PSR)] était à même d’expliquer les variations observées de l’humidité de surface du sol. PSR se base sur les différences entre les intensités de température SSM/I polarisées verticalement et horizontalement à 19.35 GHz. Les effets perturbants liés à la perméabilité atmosphérique et à la rugosité de la surface sont éliminées en utilisant des séries temporelles d’intensité de température SSN/I sur des périodes relativement courtes (semaines) et en prenant en considération les variations des différences de polarisation dans la température plutôt que les valeurs absolues, en supposant que les variations soient uniquement provoquées par les changements d’humidité du sol. Une validation de la méthodologie a été effectuée au moyen de données relatives au sol obtenues lors de la campagne FIFE et qui avait rapporté des erreurs comparables aux erreurs expérimentales pour les mesures au sol. Bien que les résultats obtenus par cette méthode soient très encourageants, ils ne sont valables que pour une zone limitée et pour une période courte. Pour pouvoir tester la faisabilité de la méthode sur de plus grandes zones et sur des périodes plus longues, il faudra investir davantage de travail.

Le sujet de cette proposition est d’étendre la méthodologie PSR de l’échelle du site à l’échelle continentale. En particulier, VITO:

- évaluera le rendement de la méthodologie PSR à l’échelle de l’Europe occidentale par des contrôles d’uniformité, en particulier en comparant le résultat SSM/I avec les valeurs seuil théoriques (prévues par PSR), et en comparant le résultat PSR avec les données climatologiques se rapportant aux périodes humides et sèches manifestes;
- produira une série temporelle de cartes de l’humidité de surface pour le domaine et la période intéressant le partenaire utilisateur (Europe occidentale, mai-octobre 1990), conjointement avec les spécifications claires du produit final, l’accent étant mis sur sa précision.


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