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Colloque international Fès 15-16 avril 2005 1 VERS UN SUIVI EN TEMPS REEL DE LA SECHERESSE AU MAROC A PARTIR DES DONNEES METEOSAT SECONDE GENERATION Jean-Claude.

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1 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 1 VERS UN SUIVI EN TEMPS REEL DE LA SECHERESSE AU MAROC A PARTIR DES DONNEES METEOSAT SECONDE GENERATION Jean-Claude BERGES & Bernard LACAZE M ed Faouzi SMIEJ CNRS PRODIG UMR 8586, Paris CRTS, Rabat Colloque international « Aménagement du territoire et risques environnementaux» en hommage au Professeur Hassan Benhalima

2 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 2 Géostationnaire (GOES) 1 prise de vues toutes les 15 minutes MSG

3 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 3 GDR MSG-ATR Groupement de Recherches Météosat Seconde Génération Analyse en Temps Réel Méthodes dexploitation des données MSG Estimation des précipitations Surfaces continentales et approches multi-scalaires Suivi des catastrophes naturelles Santé et Climat Thèmes de recherche 2004 - 2007

4 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 4 Le suivi de la sècheresse dans les zones arides et semi-arides Evaluation de limpact de la sècheresse sur de vastes surfaces Suivi en temps réel et alerte précoce Archivage et suivi à long terme : surveillance de la désertisation

5 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 5 Utilisation des données NOAA-AVHRR et SPOT- VEGETATION Estimation de labondance de la végétation verte Suivi de létat hydrique des couverts végétaux

6 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 6 Satellites et capteurs (basse résolution spatiale, haute répétitivité) NOAA-AVHRR depuis juillet 1981 SPOT-VEGETATION depuis mai 1998 EOS - MODIS depuis décembre 1999, mai 2002 MSG 1-SEVIRI depuis 2003 (Météosat 8)

7 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 7 NOAA-AVHRR et SPOT-VEGETATION : bandes spectrales Bandes spectrales NOAA AHVRR SPOT VEGETATION Bleu0.43 - 0.47 Vert Rouge (0.55) - 0.680.61 - 0.68 Proche infrarouge 0.73 - 1.100.78 - 0.89 Infrarouge courtes l o 1.58 - 1.75 (Longueurs dondes en µm)

8 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 8 Un indice de végétation : NDVI NDVI = (PIR - r) / (PIR + r) Normalized Difference Vegetation Index

9 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 9 NOAA-AVHRR et SPOT-VEGETATION : résolutions spatiales et temporelles NOAA AHVRR SPOT VEGETATION Dimension Tachèle (au nadir) 1.1 km Répétitivité1 jour Indice de végétation NDVI Synthèse temporelle 10 jours

10 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 10 Lutilisation opérationnelle des indices de végétation NOAA-AVHRR et SPOT-VEGETATION Exemple 1 : FAO (niveau mondial) Exemple 2 : CRTS (Maroc) Fréquence : décadaire

11 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 11 Lutilisation opérationnelle des indices de végétation SPOT-VEGETATION par la FAO (ARTEMIS) Juillet 2004 1 – 10 mars 2005 Mars 2005

12 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 12 Lutilisation opérationnelle des indices de végétation SPOT-VEGETATION par la FAO (ARTEMIS) 1 – 10 mars 2005 Différence par rapport à la moyenne 1998-2005 positive nulle négative

13 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 13 Lutilisation opérationnelle des indices de végétation NOAA-AVHRR et SPOT VEGETATION par le CRTS 21 – 30 avril 2004 Profils dindices de végétation moyens de la région de Rabat Zemmour Zaïr

14 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 14 SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager) GERB (Geostationary Earth Radiation Budget Experiment) Météosat 8 (28-08-2002) MTG à partir de 2015

15 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 15 MSG-1 SEVIRI : bandes spectrales Canal 01:rouge 0.6 Canal 02:PIR 0.8 Canal 03:IRCL 1.6 Canal 04:MIR 3.9 Canal 05VE 6.2 Canal 06:VE 7.3 Canal 07:IR 8.7 Canal 08:IR 9.7 ( Ozone ) Canal 09:IR 10.8 Canal 10:IR 12.0 Canal 11:IR 13.4 (CO 2 ) Canal 12:HRV (High Resolution Visible) Spinning Enhanced Visible and Infra Red Imager

16 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 16 MSG SEVIRI : bandes spectrales 1, 2, 3 et 12 Canal Domaine spectral cen min - max Dimension tachèle (au nadir) 01Vert - Rouge0.6350.56 – 0.713 km 02 Proche infrarouge 0.8100.74 – 0.883 km 03 Infrarouge de courtes l. o. 1.6401.50 – 1.783 km 12HRV - ~ 0.40 – 1.101 km (Longueurs dondes en µm)

17 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 17 MSG - SEVIRI : bandes spectrales 1, 2, 3 et 12 (Longueurs dondes en µm) 123 12

18 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 18 MSG SEVIRI : résolutions 3km et 1km 3712 x 3712 pixels5568 x 11136 pixels VIS 0.6HRV

19 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 19 MSG SEVIRI : résolutions 3km et 1km 3712 x 3712 pixels5568 x 11136 pixels VIS 0.6HRV

20 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 20 MSG SEVIRI : exemple couverture canal HRV 3712 x 3712 pixels HRV

21 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 21 Méthodes de synthèse temporelle des images NDVI NOAA-AVHRR et SPOT-VEGETATION : pour chaque pixel, on calcule la maximum de NDVI pour des séquences de 10 jours (1 image/jour) MSG-SEVIRI pour chaque pixel, on détermine lheure de la température maximum journalière (96 images/jour) et lon calcule le NDVI pour ce moment là; ensuite on peut appliquer la méthode du maximum de NDVI sur une séquence de n jours

22 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 22 NDVI daprès MSG

23 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 23 NDVI daprès SPOT VEGETATION

24 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 24 Indice de végétation NDVI daprès MSG et SPOT- VEGETATION : synthèse 1-10 juillet 2004 MSG SPOT-V

25 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 25 Indice de végétation NDVI daprès MSG et SPOT- VEGETATION : synthèse 1-10 juillet 2004 MSG SPOT-V

26 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 26 Indice de végétation NDVI daprès MSG et canal panchromatique NDVI : 3kmPanchro : 1km

27 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 27 Les données EOS-MODIS et MSG-SEVIRIS : alternative ou complémentarité par rapport à NOAA-AVHRR, SPOT-VEGETATION Estimation de labondance de la végétation Suivi de létat hydrique des couverts végétaux

28 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 28 MODIS, SPOT- VEGETATION, SEVIRI : indice de stress hydrique = f(IRCL, PIR) AVHRR, MODIS, SEVIRI : indice de sécheresse TVDI = f (NDVI, TS) MODIS : calcul de la fraction évaporative Suivi de létat hydrique des couverts végétaux

29 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 29 Un indice de stress hydrique : MODIS WSI MODIS Water Stress Index MODIS WSI = (Canal 6 – Canal 2) / (Canal 6 + Canal 2) Canal 2 : 841 – 876 nm PIR Canal 6 : 1628 – 1652 nm IRCL

30 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 30 Un indice de stress hydrique : MODIS WSI Fensholt, 2004 SENEGAL

31 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 31 Un indice de sècheresse : TVDI Temperature Vegetation Dryness Index TDVI = AC /AB TDVI = 1 TDVI = 0

32 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 32 Calcul de l indice de sècheresse TVDI Sandholt et al., 2002 SENEGAL

33 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 33 Calcul de l indice de sècheresse TVDI

34 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 34 Un indice de sècheresse : TVDI Sandholt et al., 2002 SENEGAL

35 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 35 Définition de la fraction évaporative Net radiation (radiation absorbed on the land) Ground heat transfer Available Energy

36 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 36 Calcul de la fraction évaporative Evaporative Fraction - Vegetation Index …NDVI or EVI (S) - Temperature of vegetation: T veg (S) - Incoming solar radiation: PAR (T) -VI-Ts diagram (S) Note: (S) …. Derived from Satellite (T) …. Estimated theoretically Source : AQUA/MODIS Evapotranspiration Project Q veg Q bare EF = f veg EF veg + (1 – f veg ) EF bare Q Q - radiative transfer of atmosphere (T)

37 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 37 Suivi du couvert végétal Indice NDVI : facilité dobtention à partir de NOAA-AVHRR, SPOT-VEGETATION, EOS- MODIS, MSG-SEVIRI Synthèse temporelle meilleure pour MSG grâce au suivi des températures journalières : possibilité de synthèse/4 à 5 jours Fusion panchromatique et canaux à 3 km : produit à évaluer, pourrait être obtenu sur majeure partie du Maroc

38 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 38 Suivi du stress hydrique Indice de stress hydrique WSI : facilité de calcul, synthèse 8 - 10 jours (MODIS, SPOT-VEGETATION) Indice de sècheresse TVDI : niveau journalier (AVHRR, MODIS, SEVIRI), nécessite une interprétation Fraction évaporative : produit à évaluer, MODIS synthèse 8 jours, SEVIRI (journalier)

39 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 39 Conclusions : prospective SEVIRI maîtrise de lacquisition directe des données en temps réel, gratuité des images cf. CRTS, Rabat collaboration internationale pour le traitement des données cf. GDR du CNRS « MSG-ATR », SAF groups dEUMETSAT pérennité des données MSG 2015

40 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 40 GDR MSG-ATR Groupement de Recherches Météosat Seconde Génération Analyse en Temps Réel Méthodes dexploitation des données MSG Estimation des précipitations Surfaces continentales et approches multi-scalaires Suivi des catastrophes naturelles Santé et Climat Thèmes de recherche 2004 - 2007

41 Colloque international Fès 15-16 avril 2005 41 Conclusions : prospective SEVIRI Colloque de présentation de résultats prévu à Paris en 2006 http://prodig.univ-paris1.fr/msg/


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