Operational tools and applications of EO satellite data to retrieve surface fluxes in semi-arid countries.

摘要

The objective of the thesis is to develop and evaluate useful tools and applications of Earth Observation (EO) satellite data to estimate surface fluxes in semi-arid countries.;In a first part (Chapter 4), we assess the performance of a new parameterisation scheme of ground heat flux (G) to be used in remote sensing (RS) evapotranspiration (ET) estimation methods. The G-parameterisation optimized with AMMA flux data performs well and improves the sensible heat flux (H) and ET retrieved by means of the triangle method (Jiang & Islam, 2001).;In a second part (Chapter 5), the triangle method is compared with ET estimated by means of a land surface model (JULES). An attempt is made to calibrate JULES using the triangle method through Monte Carlo simulations, but the two methods supply rather different results, indicating that further intercomparison tasks should be carried out to assess the performance of RS-based algorithms and land surface models in estimating the components of the land surface energy balance.;Chapter 6 presents a set of operational examples for retrieving surface fluxes using RS data. The first example is the study of temporal evolution of ET-maps in Western Africa under monsoonal influence. In a second example, we apply the new scheme proposed in Chapter 4 to retrieve and analyse the long term evolution (2000-2009) of the surface energy balance components, G, H and ET at several sites of the Segura Basin (S-E Spain) using MODIS-Terra data (land surface temperature and NDVI). Temporal and spatial distribution of evapotranspiration reveals different controls on ET. (Chapter 6).;In the last example, MODIS-Aqua Sea Surface Temperature (SST) is used to validate a mathematical model to retrieve surface fluxes in a Mediterranean coastal lagoon (Mar Menor, S-E Spain).;El objetivo de esta tesis es de desarrollar y evaluar herramientas y aplicaciones de la teledeteccion para estimar flujos de superficie en zonas semiaridas.;En una primera parte (Capitulo 4), se evalua la fiabilidad de una nueva parametrizacion para estimar el flujo de calor en el suelo (G) con el fin de ser utilizado en metodos de estimacion de la evapotranspiracion (ET) usando datos de teledeteccion. La parametrizacion de G se optimiza usando datos de flujo de energia obtenido durante las campanas del proyecto AMMA, y muestra buenos resultados y una mejora de las estimaciones del flujo de calor sensible (H) y de ET cuando se utiliza conjuntamente con el metodo del triangulo (Jiang & Islam, 2001).;En una segunda parte (Capitulo 5), el metodo del triangulo se compara con valores de ET estimado por un modelo de superficie terrestre (JULES). Se intenta calibrar JULES usando el metodo del triangulo mediante simulaciones de Monte Carlo, pero los dos metodos muestran resultados muy diferentes, indicando que se necesita tareas de comparacion profundizadas para poder evaluar la eficacia de estos modelos (de superficie terrestre y basados en la teledeteccion) para estimar los flujos de energia a la superficie.;El capitulo 6 presenta un conjunto de ejemplos de aplicaciones operacionales para estimar los flujos de superficie usando datos de teledeteccion. El primer ejemplo consiste en el estudio de la evolucion temporal de mapas de ET en Africa occidental bajo la influencia del monzon africano. En el segundo ejemplo, se aplica la nueva parametrizacion de G descrita en el capitulo 4 para calcular y analizar la evolucion a largo plazo (2000-2009) de los componentes del balance de energia a la superficie, G, H y ET, en diferentes puntos de la cuenca del rio Segura (Sureste espanol) utilizando datos del sensor MODIS-Terra (temperatura superficial y NDVI). La distribucion temporal y espacial de ET revela diferentes controles sobre ET.;En el ultimo ejemplo, datos de temperatura superficial del mar del sensor MODIS-Aqua se utilizaron para validar un modelo matematico para calcular los flujos superficiales de una laguna costera del Mediterraneo (Mar Menor en el Sureste espanol).