L’ Université de Karlsruhe (IMK) et EARS estiment la LST à partir des données de capteurs géostationnaires en utilisant des approches différentes pour répondre aux demandes de l’Observatoire Natural Carbon (ONC) pour initialiser le forçage atmosphérique des modèles de flux de carbone et d’eau, et de l’Observatoire Food Security and Crop Monitoring (OFM) qui utilise la LST dans les modèles de prévision de rendement des cultures.

LST issue des données METEOSAT-7, Août 2000.

IMK estime la LST à partir des images METEOSAT acquises dans le canal infrarouge thermique (voir image ci-dessus). Comme METEOSAT ne dispose que d’une bande spectrale dans l’infrarouge thermique, on ne peut pas appliqué une méthode de type "split window". De plus, les caractéristiques de l’atmosphère ne peuvent être estimées directement à partir des images METEOSAT, donc les profils de température et d’humidité sont issus d’analyses ou de ré-analyses d’ECMWF. L’algorithme consiste, dans un premier temps, à simuler le rayonnement réfléchi mesuré par le capteur pour une gamme étendue de LST, d’altitude, et d’émissivité, et pour les profils atmosphériques et les conditions angulaires réels. Ensuite, un réseau de neurones est utilisé pour accélérer la procédure d’inversion qui permet de restituer la LST. Les entrées du réseau sont : le rayonnement mesuré par le capteur et les conditions angulaires associées, les profils de température et d’humidité amosphériques, l’altitude et l’émissivité de la surface. La LST n’est pas estimée en cas de couverture nuageuse. Aussi, IMK a mis au point un algorihtme de détection nuageuse fondé sur l’évolution temporelle de la surface (un pixel brillant est plus longtemps clair qu’un pixel nuageux) et sur des méthodes sophistiquées de seuil (les seuils sont déterminés dynamiquement sur une période de quelques jours à un mois, en fonction de la nébulosité) pour les 3 bandes spectrales de METEOSAT. Ce masque de nuages est aussi utilisé par le CNRM/Météo-France pour l’estimation du DSR et par l’ Institut Météorologique du Portugal (IM) pour le calcul du DLR.

Le produit LST est en cours de production à l’IM. Au final, il couvrira la période 1999-2005, avec une résolution temporelle de 1/2 heure, pour l’Europe et l’Afrique. Ce produit LST est disponible au fr et à mesure de sa production. Il est téléchargeable accompagné d’une documentation algorithmique (ATBD) et technique (readme).

EARS fournit la LST de la base de données EWBMS (Energy Water Balance Monitoring System), obtenue à partir des images infrarouge thermique METEOSAT acquises à midi et minuit. Après étalonnage, celles-ci restituent la température planétaire à midi et minuit, convertie ensuite en température de surface par correction des effets atmosphériques. Le coefficient servant à cette correction est déterminé pour le pixel le plus sec de l’image, celui ayant la plus forte valeur de température planétaire. Pour ce pixel, l’hypothèse est faite d’une évapotranspiration nulle, donc d’un flux de chaleur sensible égal au rayonnement net, et sa température de surface peut donc être estimée. Les valeurs correspondantes de températures planétaire et de surface permettent le calcul d’un coefficient de correction atmosphérique du premier ordre, appliqué ensuite à tous les pixels de l’image. La température de surface journalière est obtenue en moyennant les estimations faites à midi et à minuit.

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