Le Core Service biogeophysical Parameter (CSP) utilise les LAI CYCLOPES dérivés des données VEGETATION pour élaborer des produits customisés selon les besoins de l’Observatoire Natural Carbon (ONC). ONC a besoin de cartes de la moyenne et de l’écart type du LAI pour chacune des 8 classes de végétation ("conifer evergreen forest", "deciduous forest", "broadleaf evergreen forest","grassland C3","grassland C4", "crops C3", "crops C4") présente sur chaque pixel de 0.5° de résolution. L’animation ci-dessous montre les variations du LAI moyen pour les 8 types de végétation. Le LAI est également fourni à l’Observatoire Food Security and Crop Monitoring (OFM) pour des études de productivité des cultures.

LAI à 0.5° de résolution obtenu à partir des observations VEGETATION des années 2002 et 2003

Les LAI customisés disponibles ont été générés à partir de la version 1 des produits CYCLOPES pour les années 2002 et 2003. Ils sont accompagnés d’une documentation algorithmique et technique (readme).

Les partenaires ONC, le CEA/LSCE et ECMWF, ont également utilisé la version 3 des LAI CYCLOPES pour étudier l’impact de l’assimilation de produits satellites sur les simulations de flux de carbone de deux modèles : le modèle ORCHIDEE (Krinner et al., 2005) au LSCE, et le modèle CTESSEL (Lafont et al., 2007) à ECMWF.
Au LSCE, la méthode consiste à corriger tous les 10 jours la prévision du modèle par l’information satellite (et son erreur associée quand elle est disponible). Les cartes ci-dessous montrent l’impact de l’assimilation des LAI CYCLOPES et MODIS sur la prévision de la Production Primaire Brute (GPP) en Europe. Les différences sont localisées sur des zones géographiques bien identifiées et leur intensité dépend du produit satellite assimilé. Ainsi, on peut voir que sur les forets boréales où le LAI CYCLOPES est plus faible que le LAI MODIS, la GPP annuelle est plus fortement diminuée (Demarty et al., 2007).

Impact de l’assimilation du LAI (MODIS à gauche, CYCLOPES à droite) dans le modèle ORCHIDEE sur l’estimation de la GPP (gC.m-2.y-1) pour l’année 2001.

A ECMWF, avant d’assimiler les données, les LAI satellites (CYCLOPES et MODIS) sont comparés aux LAI simulés par CTESSEL sur la zone Afrique de l’Ouest du projet AMMA. Les produits satellites sont significativement plus faibles que le LAI CTESSEL sur l’ensemble de la zone d’étude. De plus, celui-ci montre un décalage de la phénologie par rapport aux produits satellites : la croissance de la végétation est plus faible et la sénescence plus tardive au Sahel et sur les savannes. Avant d’assimiler les produits satellites, leur biais négatif est réduit par un ajustement d’histogramme. La méthode d’assimilation utilisée est une approche 2DVAR simplifiée. Cette étude est présentée dans Jarlan et al., 2007. Sur un site sahélien du projet AMMA situé au Mali, les LAI CTESSEL simulés avec assimilation des produits satellites sont bien plus proches des mesures terrain que ceux simulés sans assimilation des produits satellites. Sur l’ensemble de la zone Afrique de l’Ouest, la croissance faible et la sénescence tardive du LAI CTESSEL sont nettement améliorée grâce à l’assimilation des LAI satellites. L’impact de l’assimilation des LAI est plus important sur les flux de CO2 que sur le flux de chaleur latente LE. Cette analyse conclut que le module de végétation interactive est essentiel pour simuler la variabilité des flux de CO2, mais d’une importance secondaire pour reproduire le flux de chaleur latente.

Demarty, J., F. Chevallier, P. Ciais, A.D. Friend, N. Viovy and L. Jarlan, Assimilation of satellite-derived biophysical products within a terrestrial biosphere model : A study case over Europe, to be submitted to Remote Sensing of Environment, 2007.

Jarlan, L., G. Balsamo, S. Lafont, A. Beljaars, J.C. Calvet, and E. Mougin, Analysis of Leaf Area Index in the ECMWF land surface scheme and impact on latent heat and carbon fluxex : Application to West Africa, submitted to Journal of Geophysical Research, 2007.

Krinner, G., N. Viovy, N. de Noblet, J. Ogée, P. Friedlingstein, P. Ciais, S. Sitch, J. Polcher, and I.C. Prentice, A dynamic global vegetation model for studies of the coupled atmosphere-biosphere system. Global Biogeochemical Cycles 19 : Art. No. GB1015 FEB262005. 10.1029/2003GB002199, 2005.

Lafont, S., M. Voogt, A. Beljaars, B.J.J.M. Van den Hurk, L. Jarlan, and G. Balsamo, Description and evaluaation of the Carbon version of TESSEL : CTESSEL model, ECMWF technical memorandum, 37p., 2007.