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International audience; A wide range of environmental applications require the monitoring of land surface temperature (LST) at frequent intervals and fine spatial resolutions, but these conditions are not offered nowadays by the available space sensors. To overcome these shortcomings, LST downscaling methods have been developed to derive higher resolution LST from the available satellite data. This research concerns the application of a data assimilation (DA) downscaling approach, the genetic particle smoother (GPS), to disaggregate Meteosat 8 LST time series (3 km × 5 km) at finer spatial resolutions. The methodology was applied over the Crau-Camargue region in Southeastern France for seven months in 2009. The evaluation of the downscaled LSTs has been performed at a moderate resolution using a set of coincident clear-sky MODIS LST images from Aqua and Terra platforms (1 km × 1 km) and at a higher resolution using Landsat 7 data (60 m × 60 m). The performance of the downscaling has been assessed in terms of reduction of the biases and the root mean square errors (RMSE) compared to prior model-simulated LSTs. The results showed that GPS allows downscaling the Meteosat LST product from 3 × 5 km2 to 1 × 1 km2 scales with a RMSE less than 2.7 K. Finer scale downscaling at Landsat 7 resolution showed larger errors (RMSE around 5 K) explained by land cover errors and inter-calibration issues between sensors. Further methodology improvements are finally suggested

Based on a full-resolution Meteosat dataset, an extensive climatological study of the mesoscale convective systems (MCSs) observed by satellite over the Sahel leads to the definition of a subpopulation of MCSs—called organized convective systems (OCSs)—that represents only 12% of the total number of MCSs observed during 9 yr over the central Sahel while accounting for almost 80% of the total convective cloud cover defined at the 233-K threshold. Using a high-resolution rainfall dataset, it is shown that these OCSs are also the main source of rain in this region, accounting for about 90% of the seasonal rainfall, with a mean areal rainfall of 14.7 mm per system. All of the OCSs are associated with a rain event, and more than 90% of the major rain events are associated with an OCS. These figures are compared with those obtained for mesoscale convective complexes (MCCs). Each MCC produces more rainfall on average (19 mm per system) but there are only a few of them (1.2% of the total number of MCSs),...

With the objective of budding climatological statistics on propagating African convective systems and extracting pertinent parameters for the evaluation of precipitation an automatic method of tracking clouds with cold tops on Meteosat infrared (IR) images is established. This method takes into account eventual separation or merging of clouds. Results obtained in several cases not only demonstrate the capability of the method to perform correct tracking in different situations, but also show that objective determination of parameters, such as propagation speeds, system area, and volume index, is possible. The analysis of the time evolution of these last parameters allows a clear characterization of the cloud life cycle with its growing and decreasing stages, which may be useful for improving precipitation-estimation methods based only on cold-cloud occurrences or cloud-top temperatures.

L'élaboration d'une chaîne de traitement spécifique aux données infrarouge thermique des satellites de la série METEOSAT a été réalisée. L'abondance des données satellitales liées à la répétitivité des observations permet d'accéder à une résolution de 5 jours et 6 km, soit très en deçà des méthodes d'investigation utilisables en routine en océanographie côtière. La description spatio-temporelle précise et régulière de l'upwelling côtier de la Mauritanie à la Guinée est ainsi accessible depuis 1984. La zone étudiée est soumise à la très forte saisonnalité de l'upwelling côtier, lequel présente aussi de fortes anomalies interannuelles. La connaissance de la structure des champs thermiques superficiels permet de relier la position moyenne des zones de remontée à la topographie du plateau continental. La détermination de la TSM sur une bande continue centrée sur le maximum de résurgence permet le calcul d'indices d'upwelling spatialisés et de caractériser la dynamique saisoniière de l'upwelling à travers des paramètres tels que : intensité et durée mais aussi décalages saisonniers et progressivité des transitions saisonnières. A partir de l'exemple de #Sardina pilchardus$ au Sénégal, on émet l'hypothèse que ni l'intensité saisonnière moyenne, ni la précocité de l'upwelling ne permettent d'expliquer à eux seuls certaines migrations exceptionnelles de cette espèce, mais que la dynamique des transitions saisonnières semble également déterminante. (Résumé d'auteur)

Les mesures de SST côtières et les images dérivées du canal IR du satellite Météosat sont utilisées pour étudier l'évolution spatio-temporelle du petit upwelling devant la Côte-d'Ivoire. Les images TIR dérivées de Météosat donnent une image interprétable des dynamiques spatiales des upwellings devant la Côte-d'Ivoire. Les refroidissements sont détectés par les capteurs de Météosat parce qu'en général un ciel clair et une extension suffisante au large se produit. L'utilisation de Météosat apparaît satisfaisante pour localiser les zones de refroidissement devant la Côte-d'Ivoire. Le petit upwelling apparaît plus persistant dans la partie ouest que dans la partie est de la Côte-d'Ivoire. En dépit de son aspect local, l'utilisation des mesures de SST côtières peut être considérée comme un bon moyen pour détecter la présence de l'upwelling côtier. (Résumé d'auteur)

International audience; The accuracy of a method for long-term monitoring of the desert aerosol optical thickness over the oceans using Meteosat low-resolution images, presented in a companion paper, is assessed. We present Sun photometer measurements of aerosol optical thickness and AngstrOm wavelength exponent obtained in 1986-1994 at different sites and seasons in the tropical Atlantic and northwestern Mediterranean. Results suggest that in the absence of dust outbreak the optical effects of the marine aerosol are dominated by continental anthropogenic sulphates in the Mediterranean Sea and by continental desert dust in the tropical Atlantic. We rely on this data set to constrain the desert aerosol model used in the Meteosat data inversion. We obtain the best agreement between Meteosat-and Sun-photometer-derived aerosol optical thickness with a size distribution typical of background desert aerosol and a refractive index of 1.50-i 0.010. The main theoretical uncertainties on the desert aerosol optical thickness estimated from Meteosat are due to the sensor calibration and to the radiometric sensitivity. Comparison of Meteosat-derived estimates of the desert aerosol optical thickness with independent Sun photometer measurements exhibits a maximum dispersion of 25%.

La saison des pluies 1996 est évaluée à partir de l'interprétation d'un catalogue d'images lui-même élaboré à partir du traitement des données infra-rouge Météosat. Ce catalogue comprend les images mensuelles des fréquences d'occurrence de "nuages à sommet froid" (température de sommet inférieure ou égale à -40°C, nuages froids présumés pluviogènes) et les images d'écart à la moyenne mensuelle calculée d'après notre base de données 1986-1995. Une validation partielle de la relation pluie/fréquence de nuages à sommet froid a été effectuée en prenant l'exemple de trois stations du Burkina Faso situées dans des contextes climatiques différents. Très forte irrégularité des pluies, périodes intermédiaires de sécheresse, retards à l'installation des pluies et, quelquefois, cessation précoce au nord de la zone "agricole", telles ont été les caractéristiques majeures de la saison des pluies 1996 en zone soudano-sahélienne, exception faite de l'Ethiopie, du Soudan et, à un degré moindre, du sud du Tchad qui ont bénéficié d'anomalies positives de convection et, par conséquent, de pluviométries renouvelées au cours de la saison. (Résumé d'auteur)

L'hivernage 1995 est évalué à partir d'un suivi satellitaire routinier des manifestations orageuses liées à l'activité de la zone de convergence intertropicale. Des informations complémentaires, c'est-à-dire les écarts à la moyenne mensuelle permettant de juger chaque mois en termes d'anomalies de convection, ont été obtenues par comparaison entre les synthèses mensuelles de mai à octobre 1995 et les données moyennes mensuelles correspondantes calculées sur la périodes 1986-1994 (base de données connue sous le nom de Atlas de Veille Climatique). (Résumé d'auteur)

Beaucoup de travaux ont déjà été faits sur l'identification des nuages de poussières sur les images Météosat. La plupart de ces travaux reposent sur le principe de la construction d'une image de référence correspondant à une situation de temps clair et la soustraction arithmétique des comptes numériques de cette dernière à ceux de l'image à étudier qui renferme la structure recherchée. Cette méthode s'avère insuffisante si les comptes numériques de l'image à traiter sont plus faibles que ceux de l'image de référence (par exemple dans le cas des images de nuit et en période d'inversion de température) si aucune autre précaution n'est prise dans le traitement. C'est pourquoi dans cet article, nous avons présenté une méthodologie basée sur l'application de la fonction "OU EXCLUSIF" entre une image de référence et une à traiter. Cette méthodologie permet d'extraire entre deux images A et B, l'ensemble des structures qui appartiennent à A ou B sans appartenir à la fois à A et B. Appliquée à une image de référence et l'image à traiter, la méthodologie nous a permis de détecter une expansion de nuage de poussières sur le Sahel durant une période d'inversion de température. L'origine de cette expulsion de poussières se situerait dans la région du lac Tchad. L'imagerie satellitaire nous a permis de déterminer les extensions est-ouest et nord-sud du nuage de poussières. En lui associant les mesures au sol de concentrations de particules effectuées par impacteur à cascades ainsi que des échos du Sodar (pour la détermination de la hauteur de la couche d'inversion de température), nous avons pu estimer à 5,45 millions de tonnes la quantité de poussières émises durant cet épisode de brume sèche. Nous avons pu ainsi quantifier la vulnérabilité des sols de cette localité à la déflation due à l'érosion éolienne. (Résumé d'auteur)

Dans le cadre de l'alerte précoce, le centre AGRHYMET dispose d'un outil de diagnostic de l'état hydrique des cultures et de prévision des rendements du mil. L'analyse est basée sur la simulation du bilan hydrique à partir des données pluviométriques journalières fournies tous les dix jours par les météorologies nationales des pays du CILSS. La spatialisation des termes du bilan hydrique ou des estimations de rendements peut être considérablement améliorée en remplaçant les données de postes, disponibles en nombre insuffisant en cours de campagne par les champs pluviométriques estimés à partir des images METEOSAT. L'intégration de ce modèle dans un système d'information géographique est envisagée et permettra de prendre en compte des données agronomiques spatialisées (capacité de rétention en eau des sols, occupation des sols par les cultures...). (Résumé d'auteur)

L'expérience ordinaire suggère qu'il existe une certaine corrélation entre d'une part la quantité de précipitation générée par les cellules convectives et d'autre part la durée d'activité et l'aire occupée par ces cellules. Il a été montré récemment que, à condition de considérer un échantillon d'état convectif suffisamment large, cette relation est linéaire et extrêmement serrée. En d'autres termes, l'aire occcupée par la pluie d'intensité (R) supérieur à un seuil (tau) est une mesure de l'intensité de pluie moyenne dans cette aire. Ce concept présente un grand intérêt pour la mesure des précipitations par radar au sol et à partir des capteurs satellitaires : images infrarouge, et dans le futur, données des radars spatiaux. L'objet de la communication est de discuter des variations climatiques du facteur de proportionnalité S(tau) entre l'intensité de pluie moyenne et l'intégrale de l'aire des précipitations d'intensité supérieure au seuil tau. On utilise pour cela une base de données sur la distribution de probabilité P(R) de l'intensité de la pluie dans le monde. Cette distribution est log.-normale. On montre que la moyenne m(indice R) et la variance sigma(indice R)2 de cette distribution sont liées par la relation sigma(indice R)2 = 5 m(indice R)2. Donc P(R) et S(tau) ne dépendent que d'un seul paramètre. On présente des exemples de résultats de l'application de cette méthode : aux lignes de grains tropicales observées par radar dans le cadre du programme Epsat à Niamey et à Dakar ; aux systèmes nuageux tropicaux vus par Météosat ; au bassin versant de la Garonne dans le cadre d'une expérience de prévision des crues par radar. (Résumé d'auteur)

Ayant développé une méthode d'estimation de l'énergie solaire disponible au sol à partir d'images de METEOSAT, nous présentons ici, la comparaison de nos résultats, au jour le jour, avec les irradiations journalières mesurées dans une trentaine de stations radiométriques de Météo-France pendant les trois dernières années. La comparaison est illustrée pour chaque station, notamment par des écarts quadratiques moyens et les coefficients de corrélation des nuages de points. La précision obtenue semble suffisante pour le suivi du fonctionnement des systèmes. Toutefois l'analyse des écarts mesures-estimations de stations réparties sur le territoire montre que ce suivi peut être plus incertain (pessimiste par exemple) autour de certains sites, compte tenu de leur situation géographique. (Résumé d'auteur)

On a établi les courbes moyennes décadaires de la température radiative de 4 stations du Sénégal pendant l'été 1993. L'analyse de ces courbes révèle certains liens entre la température radiative et les hauteurs d'eau recueillies à la station. On remarque notamment que l'allure des courbes de répartition journalière de la température radiative est presque identique à celle de la variation diurne des précipitations. Par ailleurs, l'examen de ces courbes a permis de mettre en évidence un phénomène local qui a sévi sur une station du sud, en y donnant beaucoup de pluie, durant près d'un mois. (Résumé d'auteur)

L'imagerie infrarouge METEOSAT est utilisée pour calculer les lames d'eau précipitées sur le bassin du fleuve Sénégal au pas de temps décadaire, les méthodes conventionnelles s'étant avérées inopérantes du fait de la rareté des points de mesures au sol et de la très forte variabilité spatiale de la pluie aux petites échelles. Pour réaliser une telle estimation de la pluviométrie à la résolution du pixel, nous avons développé une méthode originale, qui repose sur la combinaison de deux indices pluviométriques issus de l'image METEOSAT, qui paramétrisent respectivement la source de pluie et la cible. La validation de ces estimations par comparaison avec des mesures aux stations indépendantes de celles utilisées pour l'estimation atteste de la très bonne efficacité de la méthode aux échelles spatio-temporelles choisies. La cartographie des indices pluviométriques apporte en outre une information très cohérente avec la nature des nuages pluviogènes et permet de discriminer les précipitations associées aux lignes de grain de celles produites par la remontée de l'ITCZ. Une régionalisation saisonnière des champs de pluie est ainsi proposée. La pluviométrie des saisons étudiées est commentée et comparée avec les références proposées par le centre AGRHYMET de Niamey. Une analyse entre les précipitations et les écoulements enregistrés sur un bassin de référence est enfin présentée. (Résumé d'auteur)

Deux méthodes opérationnelles d'estimation des pluies par satellite (EPSAT-Lannion simplifiée et TAMSAT-Reading) utilisant le canal infrarouge du satellite METEOSAT ont été validées à l'aide des données du réseau dense de l'expérience EPSAT-Niger, pour les saisons des pluies de 1990 à 1994. Les estimations de pluie par satellite sont calibrées à l'aide des données pluviométriques des pays sahéliens, pour des périodes de dix jours. Pour valider ces estimations, on calcule les valeurs moyennes de la pluie au sol à l'aide du réseau dense de pluviographes du degré carré d'EPSAT-Niger. Les validations sont effectuées à trois échelles spatiales différentes : 5 x 5 km2, 50 x 50 km2, 100 x 100 km2. Les résultats montrent que la corrélation entre l'estimation de pluie par satellite et l'observation au sol augmente avec la surface de validation. A la résolution de 5 x 5 km2 (ce qui correspond à la taille du pixel METEOSAT) la corrélation est très faible. A l'échelle du degré carré les estimations semblent assez bonnes. (Résumé d'auteur)

Deux méthodes opérationnelles d'estimation des précipitations (Epsat-Lannion simplifiée et Tamsat-Reading) utilisant les données du satellite Météosat ont été validées sur le degré carré de Niamey. Cette région de 100 x 100 km2 qui est une zone des expériences Epsat-Niger et Hapex-Sahel est équipée d'un réseau dense de pluviographes. Les estimations de pluie par satellite sont calculées à partir du canal infrarouge (10-12 micromètres) de Météosat pour des périodes de 10 jours. L'algorithme Epsat-Lannion se calibre à partir des données opérationnelles du réseau pluviométrique de la région sahélienne. L'algorithme Tamsat, calibré sur les années antérieures, ne nécessite pas de donnée de calibration opérationnelle. Les pluies moyennes sur des surfaces de 5 x 5 km2 (correspondant à la résolution du satellite) ont été calculées par krigeage à partir du réseau dense de pluviographes. Cette vérité-sol est utilisée pour valider les estimations de pluie par satellite à trois échelles différentes : 5 x 5 km2, 50 x 50 km2, 100 x 100 km2, pour les années 1990, 1992, 1993. A petite échelle, les corrélations entre les estimations satellitales et les données de validation au sol sont très faibles. Ceci montre les limites d'une estimation de la pluie à l'échelle du pixel Météosat même sur des périodes de 10 jours. En revanche, la qualité des estimations augmente avec la surface d'estimation. A l'échelle du degré carré, c'est-à-dire à l'échelle de la maille des modèles de circulation générale atmosphérique, les estimations satellitales de la pluie semblent en mesure d'apporter une information quantitative sur des périodes de 10 jours. (Résumé d'auteur)

Les deux saisons des pluies de 1990-1991 et de 1991-1992, très déficitaires à Madagascar, sont présentées au moyen d'un catalogue d'images, réalisé à l'antenne ORSTOM de Lannion. Ces images sont issues d'un traitement de l'imagerie infrarouge Météosat dédié à la variation de la température de brillance maximum de surface.Leur interprétation montre que l'évolution des températures maximum de surface est étroitement corrélée aux variations de la pluviométrie et qu'il est possible de mettre en évidence les zones touchées par la sécheresse dans un contexte géographique et climatique très diversifié. En dernière partie, les mécanismes responsables de ces sécheresses sont analysés à partir des données météorologiques. Le déficit pluviométrique est dû à la persistance anormale de situations de type hivernal, impliquant le blocage de la zone de convergence Intertropicale sur l'extrême nord du pays. (Résumé d'auteur)

L'imagerie infrarouge Météosat est utilisée pour calculer les lames d'eau précipitées sur le bassin du fleuve Sénégal au pas de temps décadaire, les méthodes conventionnelles s'étant avérées inopérantes du fait de la rareté des points de mesures au sol et de la très forte variabilité spatiale de la pluie aux petites échelles. Pour réaliser une telle estimation de la pluviométrie à la résolution du pixel, nous avons développé une méthode originale, qui repose sur la combinaison de deux indices pluviométriques issus de l'image Météosat, qui paramétrisent respectivement la source de pluie et la cible. La validation de ces estimations par comparaison avec des mesures aux stations indépendantes de celles utilisées pour l'estimation atteste de la très bonne efficacité de la méthode aux échelles spatio-temporelles choisies... Une analyse entre les précipitations et les écoulements enregistrés sur un bassin de référence est enfin présentée. (D'après résumé d'auteur)

Les images en infra-rouge thermiques disséminées par le satellite METEOSAT et reçues à la station PDUS installée à l'Université d'Abidjan ont été utilisées au cours de l'année 1993 pour étudier la dynamique spatiale des upwellings qui s'installent deux fois par an le long de la côte ivoirienne et ghanéenne. L'utilisation de ce type de données a montré la capacité du satellite METEOSAT à détecter et localiser les upwellings côtiers de Côte d'Ivoire. (Résumé d'auteur)

Une étude climatologique des pluies hors-saison ou "pluies de Heug" a été réalisée à partir de données conventionnelles de la période 1930-1980. Les résultats montrent que pour cette période, les variations de l'intensité de ces pluies de saison sèche sont corrélées à la pluviométrie totale. La répartition spatiale fait d'ailleurs ressortir un maximum dans la zone située entre 14,5°-17° nord et 14,5°-17,5° ouest. Une situation particulière de ces "pluies de Heug" ayant intéressé le Sénégal et le sud de la Mauritanie les 13 et 14 décembre 1992 a été analysée par imagerie satellitaire. Du fait de la brièveté et de la singularité des phénomènes, il s'est avéré opportun d'effectuer un suivi spatio-temporel à l'aide d'images infra-rouges (IR) consécutives du satellite Météosat. (D'après résumé d'auteur)

Depuis près d'une quinzaine d'années les données issues des satellites géostationnaires METEOSAT ne cessent de montrer leur intéret dans les domaines de la météorologie et bien d'autres applications environnementales. La gestion, le traitement et l'archivage de données reçues au niveau des stations des utilisateurs ne peuvent en aucun cas se défaire de l'informatique. Dans ce rapport nous présentons d'une part un certains nombres de travaux qui ont permis d'optimiser l'acquisition et la gestion des données images et d'autre part quelques résultats obtenus à partir des données Infra Rouge. (Résumé d'auteur)