Radiométrie micro-onde et estimation des bilans hydrique et énergétique des surfaces continentales : [thèse en partie soutenue sur un ensemble de travaux]

Use of passive microwaves for land surface water and energy budgets estimations

• Auteur / Autrice : Jean-Christophe Calvet
• Direction : Joël Noilhan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique de l'atmosphère
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Régions arides

Transfert radiatif

Radiométrie

Bilan énergétique (géophysique)

Bilan hydrologique

Télédétection

Résumé

L'emission des surfaces continentales dans le spectre micro-onde (0. 4 a 250 ghz) depend de la temperature et de l'etat hydrique de la surface. Est mise en uvre une methode d'interpretation des luminances micro-onde en termes de parametres geophysiques de la surface continentale observee in situ, par avion, ou par satellite. Les effets atmospheriques sont pris en compte a partir d'observations et/ou de sorties de modeles meteorologiques. Les modeles des proprietes dielectriques du sol qui existent ne sont valables qu'aux basses frequences. Un nouveau modele valable aux hautes frequences (>20 ghz) est propose. L'emission de la vegetation est decrite a l'aide de modeles physiques de transfert radiatif au sein du couvert vegetal. Divers types de surfaces ont ete examines (foret amazonienne, zones semi-arides), dans le cadre de campagnes de mesure offrant les jeux de donnees necessaires a l'etalonnage des modeles et a la validation des parametres obtenus par inversion. En utilisant diverses gammes de frequences il est possible d'estimer les profils verticaux de temperature et de contenu en eau du couvert amazonien. Un modele lagrangien des echanges d'eau et de chaleur entre la vegetation et l'atmosphere permet d'analyser la coherence des observations. Dans le cas des zones semi-arides on peut acceder au contenu en eau de la couche superficielle du sol (quelques millimetres) aux hautes frequences dans le cas d'une vegetation eparse. L'analyse d'observations aeroportees realisees au sahel durant une saison des pluies montre qu'en utilisant en meme temps basses et hautes frequences il est possible d'estimer temperature du couvert et contenu en eau superficiel du sol. Des donnees satellitales hautes frequences et infrarouge sur l'espagne sont etudiees en conditions seches. La temperature de surface est estimee a partir des donnees micro-ondes. Un bon accord est observe avec la temperature de surface obtenue a partir de l'infrarouge