Hydric budget characterization over sahelian landscape by a model/remote sensing coupled methodology
Etude couplée modélisation/télédétection pour le suivi des états et bilans hydriques de surface en zone sahélienne
Résumé
In the framework of AMMA program (African Monsoon Multidisciplinary Analysis), the aim of the present work is to provide some elements to better understand and quantify surface processes that impact on sensible and latent heat fluxes over sahelian landscapes. An approach using remote sensing and a SVAT model (Soil-Vegetation-Atmosphere Transfer) has been developed at different spatial scales. The SEtHyS_Savannah model has been adapted to semi-arid environments. The first step has been to calibrate parameters then to validate the model locally using AMMA measurements acquired over a millet and a fallow fields in Niger. Then specific methodologies have been used and developed in order to apply and validate the model at the scale of the AMMA/Niger super-site. Thus SPOT high resolution data have been used to estimate the landuse and the vegetation characteristics over the area. ASAR/ENVISAT data, SEVIRI/MSG and MODIS products have been used to propose a first validation of surface soil moisture and land surface temperature which are two key variables of the hydric and energetic budgets. The model simulations show good agreement with the ground truth measurements and the remote sensing products over the AMMA/Niger super site . This thesis provides multiple outlooks for the study of land-atmosphere interactions and surface hydric budget changes due to climate changes and anthropic pressure.
Dans le contexte du programme AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine), l'objectif du travail effectué est de mieux comprendre et quantifier les processus de surface agissant sur les flux de chaleur sensible et latente en région sahélienne. Une approche couplant modélisation des échanges d'énergie et d'eau à l'interface Sol-Végétation-Atmosphère et télédétection spatiale permet une analyse spatialisée à différentes échelles. Le modèle SEtHyS_Savannah a été développé et adapté aux zones semi-arides. Dans un premier temps un étalonnage des paramètres et une validation locale du modèle ont été effectués grâce aux mesures acquises dans le cadre du programme AMMA sur deux parcelles (mil et jachère) au Niger. Puis des méthodes spécifiques de traitement des données de télédétection multi capteurs ont été développées et/ou appliquées pour les besoins de la mise en place et de la validation de la modélisation spatialisée à l'échelle du super-site AMMA/Niger. Ainsi les données SPOT haute résolution ont permis de déterminer une classification de l'occupation du sol et les cycles d'évolution de la végétation. Les données ASAR/ENVISAT et les produits issus des capteurs SEVIRI/MSG et MODIS ont été utilisés pour proposer une première validation de deux variables clefs des bilans énergétiques et hydriques que sont l'humidité de surface et la température de surface. Cette étude montre que la modélisation mise en place donne des résultats pertinents et offre de nombreuses perspectives quant à l'étude des interactions surface-atmosphère et des impacts de modifications climatiques ou anthropiques sur les bilans de surface.