Publié le 24 juin 2022
L'évaporation terrestre, un maillon crucial
L'évaporation terrestre est une composante essentielle du système climatique qui relie les cycles de l'eau et de l'énergie. Par le biais de multiples rétroactions sur le climat, elle régule l'interaction entre la terre et l'atmosphère et façonne ainsi les précipitations, la nébulosité et la température locales. Compte tenu de cette importance cruciale, son intensité et sa variabilité aux échelles continentale et mondiale ont mobilisé beaucoup d'attention ces dernières années.
Des équations (telles que celle de Priestley et Taylor), qui sont basées sur des expériences à l'échelle du terrain, ont récemment été utilisées pour développer des ensembles de données globales sur l'évaporation en utilisant des données de télédétection comme input, par exemple, le rayonnement et la température. Plusieurs initiatives de l'ESA, de la NASA ou de l'UE ont contribué à ce développement (NEWS, iLEAPS, WATCH project, GEWEX, WACMOS, WACMOS-ET and SMOS+ET1/2).
Concept du projet ET-Sense qui utilise les données de la constellation Sentinel pour permettre une augmentation de la résolution spatiale du modèle d'évaporation GLEAM.
Les défis à relever
Ces données à l'échelle mondiale ne peuvent pas être facilement redimensionnées à la résolution requise pour des études à l'échelle locale ou régionale car, même si les équations sont appropriées, les données d'entrée qu'elles utilisent sont souvent très grossières.
Compte tenu de ces contraintes, une série de questions se posent pour les chercheurs : les modèles d'évaporation basés sur la télédétection peuvent-ils être utilisés pour obtenir des données à haute résolution à l'échelle continentale ? Ces données peuvent-elles constituer pour les acteurs locaux des sources d'informations fiables sur la variabilité de l'humidité du sol en profondeur et de l'évaporation ? Ces ensembles de données peuvent-ils être produits de manière opérationnelle ?
...grâce aux données Sentinel
L'équipe du projet STEREO III ET-SENSE, réunissant des chercheurs du laboratoire Hydro-Climate Extremes Lab (H-CEL) de l'Université de Gand et la King Abdullah University of Science and Technology (Arabie saoudite), a tenté de répondre à ces questions. Pour cela, les chercheurs ont tiré parti des observations à haute résolution liées à un certain nombre de variables géophysiques fournies par les satellites Sentinel et les ont incorporées dans un modèle global d'évaporation et d'humidité du sol très performant, à savoir GLEAM (Global Land Evaporation Amsterdam Model).
En adaptant de façon innovante le canevas de modélisation pour utiliser la palette d'observations Sentinel, l'équipe du projet a pu produire des données non seulement sur l'évaporation mais également sur l'humidité de la zone racinaire. Et ceci pour l'ensemble de l'Europe, à une résolution spatiale de 1 km et à une fréquence quotidienne. Il s'agit du premier set de données paneuropéen de cette nature, qui permet d'adapter les récents développements dans les domaines de l'Hydrologie et de la Climatologie aux besoins réels du monde agricole et en matière de gestion de l'eau.
Évaporation moyenne à 1 km de résolution pour le mois d'août 2018
Plus précisément, l'équipe a analysé
- l'assimilation des observations de rétrodiffusion de Sentinel-1 pour améliorer les simulations de l'humidité du sol sur des sites européens de validation;
- l'utilisation de l'indice de surface foliaire comme marqueur de la végétation (toujours basé sur la mission Proba-V, précurseur de Sentinel-3);
- l'utilisation de la température de surface terrestre Sentinel-3 en combinaison avec les observations des satellites géostationnaires pour une meilleure estimation du rayonnement et de la température.
De plus, les sets de données représentant l'hétérogénéité de surface pour l'application globale de GLEAM ont été remplacés par d'autres sets de données mieux adaptés aux simulations européennes à 1 km.
Les méthodologies développées sont déjà utilisées dans des projets de suivi et les sets de données développés dans le cadre de ET-SENSE seront mis à la disposition du public en temps voulu.
Humidité moyenne du sol à 1 km de résolution pour le mois d"août 2018.
Mieux analyser les vagues de chaleur et les sécheresses
Le projet ET-SENSE a ouvert de nouvelles perspectives dans la recherche sur l'évaporation et l'humidité du sol, en facilitant l'intégration des observations provenant des satellites Sentinel dans un modèle simplifié de surface terrestre, ce qui autorise la mise à jour simultanée de plusieurs variables d'état.
Ces avancées dans le domaine de la surveillance à haute résolution de l'évaporation et de l'humidité du sol en Europe permettront de mieux analyser les vagues de chaleur, les sécheresses et les anomalies en matière d'humidité du sol, ainsi que d'améliorer la connaissance globale du cycle hydrologique.
Plus d'infos
Projet STEREO III ET-SENSE: High-resolution terrestrial evaporation from Sentinels