Dans le cadre du projet GEOLAND, EARS et le CNRM estiment le DSR à partir des données de capteurs géostationnaires par différentes approches, afin de satisfaire les besoins de l’Observatoire Natural Carbon (ONC) qui utilise le DSR pour quantifier le forçage atmosphérique dans les modèles de cycle de carbone et d’eau, et de l’Observatoire Food Security and Crop Monitoring (OFM) qui utilise le DSR dans les modèles de productivité des cultures.

DSR issu des images METEOSAT sur la région Euro-Mediterranéenne, première décade d’août 2004.

La base de données EWBMS (Energy and Water Balance Monitoring System) fournie par EARS contient un produit DSR issu des images visible [0.3 - 1.05 µm] METEOSAT à 0.04° de résolution spatiale. Puisque seules les images acquises à midi sont utilisées, une analyse de Fourier du cycle solaire journalier permet de relier la valeur à midi à la moyenne journalière. Pour un pixel clair, une version modifiée du modèle de Kondratyev (1969), qui prend en compte la réflection et l’absorption dans l’atmosphère, relie le DSR à midi à la constante solaire (1355 W.m-2) et à la transmission à travers l’atmosphère. Pour obtenir un produit journalier, le facteur de conversion est déterminé par intégration du cycle solaire journalier qui est fonction de la latitude et du jour de l’année. Pour un pixel nuageux, la transmission du rayonnement solaire à travers les nuages est calculée à partir de l’albédo des nuages selon la relation dérivée de la théorie de Kubelka-Munk. Ensuite, le calcul du DSR est similaire au cas d’un pixel clair, excepté que la transmission à travers l’atmosphère est remplacé par la transmission à travers les nuages. On obtient un DSR journalier qui peut être moyenné sur des périodes de composition plus longues (figure ci-dessus). Ce produit DSR a été validé par comparaison avec des mesures terrain.

Pour obtenir les produits fournis par EARS, il est nécessaire d’en faire la demande à l’adresse ears@ears.nl.

Le CNRM/Météo-France a élaboré un algorithme divisé en deux scénarii correspondant au cas de pixels clairs et de pixels nuageux. Pour le cas des pixels clairs, une méthode innovante fondée sur la génération d’une Look-Up-Table (LUT) a été développée pour simuler le DSR et le rayonnement réfléchi pour des conditions atmosphériques (vapeur d’eau, ozone, aérosols) variables. Cette aproche a été testée sur quelques cas tests acquis par METEOSAT-7 et validée par comparaison aux mesures terrain du réseau BSRN (Baseline Surface Radiation Network) (Elias et Roujean, 2007). La LUT a été adaptée au cas des pixels nuageux, en utilisant un masque de nuages fourni par l’Université de Karlsruhe (IMK). Néanmoins, pour des raisons d’optimisation des temps de calcul, la méthode n’a pu être appliquée à grande échelle dans le cadre du projet.

Kondratyev, K. Y., Radiation in the atmosphere, New York, London : Academic Press, 1969.

Elias, T. and J.L. Roujean, Estimation of the aerosol radiative forcing at ground level, over land, and in cloudless atmosphere, from METEOSAT-7 observation :method and case study, accepted in Atmospheric Chemistry and Physics, 2007.