Télédétection et ressources en eau/Remote sensing and water resources
319
Estimation of real evapotranspiration
ABSTRACT
Remotely sensed surface temperatures (i.e., radiative surface temperatures) have been
widely used in estimating spatially distributed energy balance equation components. The
general approach consists of estimating the sensitive heat flux and available energy from
micrometeorological and optical/thermal infrared remotely sensed data. Actual
evapotranspiration is then derived as the residual term of the one-dimensional energy
balance equation.
While this approach has been found to be successful over surfaces with near full canopy
cover with unstressed transpiration, its performance has been questioned over sparsely
vegetated surfaces. The problem is that over such heterogeneous surfaces, remotely sensed
surface temperature cannot be assimilated to aerodynamic surface temperature which is
the quantity needed to formulate convective flux. One operational solution is to relate
empirically remotely sensed radiative surface temperature to aerodynamic surface
temperature. This solution is limited by the fact that it is site-specific. The objective of this
study is to test the performance of a method using data taken over a semi-arid site in
Arizona. Comparisons between measured and remotely sensed surface energy fluxes is
presented. Finally, the principle of a new and robust approach of using remotely sensed
data will be outlined.
RESUMÉ
La mesure de température radiative de surface est largement utilisée pour une estimation
distribuée des éléments de l’équation de bilan d’énergie. L’approche générale consiste à
estimer le flux de chaleur sensible et l’énergie disponible à partir de données micrométéorologiques et d’images de télédétection en infrarouge thermique.
L’évapotranspiration réelle est alors estimée par le terme résidu dans l’équation de bilan.
Bien que cette approche ait été appliquée avec succès sur des zones à canopée fermée et
avec une transpiration sans stress hydrique, ses performances sont remises en cause en
zone de végétation éparse. Le problème vient de ce qu’en de telles zones hétérogènes, la
température de surface télédétectée ne peut être assimilée à la température aérodynamique
qui est la quantité entrant dans la formulation du flux convectif. Une solution opérationelle
consiste à relier la température de surface télédétectée à la température aérodynamique.
Cette solution est limitée par le fait qu’elle est spécifique du site d’étude.
A. Chehbouni, ORSTOM, Départ. TOA, Montpellier, France
J. Qi, USDA-ARS, Water Conservation Laboratory, Phoenix, Arizona, USA
D. Lo Seen, CIRAD-CA, Maison de la Télédétection, Montpellier, France
Y.H. Kerr and G. Dedieu, CESBIO, Toulouse, France
S. Moran, USDA-ARS, Water Conservation Laboratory, Phoenix, Arizona, USA
M. Daubas, CESBIO, Toulouse, France
B.M. Monteny, ORSTOM, Départ. TOA, Montpellier, France
319
Estimation of real evapotranspiration
ABSTRACT
Remotely sensed surface temperatures (i.e., radiative surface temperatures) have been
widely used in estimating spatially distributed energy balance equation components. The
general approach consists of estimating the sensitive heat flux and available energy from
micrometeorological and optical/thermal infrared remotely sensed data. Actual
evapotranspiration is then derived as the residual term of the one-dimensional energy
balance equation.
While this approach has been found to be successful over surfaces with near full canopy
cover with unstressed transpiration, its performance has been questioned over sparsely
vegetated surfaces. The problem is that over such heterogeneous surfaces, remotely sensed
surface temperature cannot be assimilated to aerodynamic surface temperature which is
the quantity needed to formulate convective flux. One operational solution is to relate
empirically remotely sensed radiative surface temperature to aerodynamic surface
temperature. This solution is limited by the fact that it is site-specific. The objective of this
study is to test the performance of a method using data taken over a semi-arid site in
Arizona. Comparisons between measured and remotely sensed surface energy fluxes is
presented. Finally, the principle of a new and robust approach of using remotely sensed
data will be outlined.
RESUMÉ
La mesure de température radiative de surface est largement utilisée pour une estimation
distribuée des éléments de l’équation de bilan d’énergie. L’approche générale consiste à
estimer le flux de chaleur sensible et l’énergie disponible à partir de données micrométéorologiques et d’images de télédétection en infrarouge thermique.
L’évapotranspiration réelle est alors estimée par le terme résidu dans l’équation de bilan.
Bien que cette approche ait été appliquée avec succès sur des zones à canopée fermée et
avec une transpiration sans stress hydrique, ses performances sont remises en cause en
zone de végétation éparse. Le problème vient de ce qu’en de telles zones hétérogènes, la
température de surface télédétectée ne peut être assimilée à la température aérodynamique
qui est la quantité entrant dans la formulation du flux convectif. Une solution opérationelle
consiste à relier la température de surface télédétectée à la température aérodynamique.
Cette solution est limitée par le fait qu’elle est spécifique du site d’étude.
A. Chehbouni, ORSTOM, Départ. TOA, Montpellier, France
J. Qi, USDA-ARS, Water Conservation Laboratory, Phoenix, Arizona, USA
D. Lo Seen, CIRAD-CA, Maison de la Télédétection, Montpellier, France
Y.H. Kerr and G. Dedieu, CESBIO, Toulouse, France
S. Moran, USDA-ARS, Water Conservation Laboratory, Phoenix, Arizona, USA
M. Daubas, CESBIO, Toulouse, France
B.M. Monteny, ORSTOM, Départ. TOA, Montpellier, France