Une étude récente publiée dans le ISPRS Journal of Photogrammétrie et télédétection Souligne comment les satellites météorologiques du Fengyun-3 (FY-3) de la Chine ont amélioré le suivi mondial de la température de la surface terrestre (LST) tout au long des cycles quotidiens.
Dirigée par le professeur Zhao Tianjie de l'Aerospace Information Research Institute of the Chinese Academy of Sciences, l'étude utilise les capacités uniques des images de radiation micro-ondes du FY-3 (MWRI) pour surmonter les limites des méthodes traditionnelles de récupération LST basées sur satellite.
LST est un paramètre crucial pour les prévisions météorologiques, la planification agricole, le suivi des écosystèmes et la gestion des catastrophes. Historiquement, il s'est appuyé sur des capteurs infrarouges thermiques (TIR). Cependant, les mesures TIR sont confrontées à des défis de la couverture nuageuse – qui affecte environ 60% des zones terrestres et se limite à capturer la température de « peau » de surface.
La constellation par satellite FY-3 traite de ces problèmes avec ses capteurs MWRI avancés, fournissant une solution toutes temps et des informations thermiques plus profondes. En profitant de la capacité d'observation multi-pass du satellite, les chercheurs ont atteint des mesures LST plus fréquentes et cohérentes tout au long de la journée.
« Notre étude confirme que les capteurs MWRI sur les satellites FY-3 offrent une précision sans précédent dans la surveillance du LST », a déclaré le professeur Zhao. « Les micro-ondes peuvent pénétrer les nuages, permettant une observation continue même dans des conditions couvertes. Contrairement aux mesures de température au niveau de la surface de TIR, les données micro-ondes fournissent une température efficace intégrée qui reflète les états thermiques combinés du sol et de la végétation. »
De plus, les chercheurs ont développé un nouvel algorithme qui distingue les états de sol congelés et décongelés, améliorant considérablement les mesures de température dans les régions de haute latitude et montagneuses où les changements de phase d'humidité du sol peuvent considérablement avoir un impact sur les propriétés thermiques et le transfert radiatif. Cet algorithme intègre plusieurs indices micro-ondes pour minimiser les erreurs causées par la couverture de la végétation, les conditions de neige et l'interférence atmosphérique de la vapeur d'eau.
Selon l'étude, les données LST dérivées de FY-3 MWRI montre une précision de validation élevée, avec une forte corrélation de plus de 0,87 avec des mesures au sol et une marge d'erreur de seulement 4 K. Elle s'aligne également étroitement avec des ensembles de données largement utilisés tels que MODIS et ERA5.
Notamment, le LST de FY-3 présente une plage diurne plus étroite et des températures de pointe retardées par rapport à MODIS. Cela reflète une plus grande inertie thermique du sol, qui profite à la modélisation hydrologique et climatique. La constellation par satellite FY-3 B / C / D réduit l'erreur moyenne dans la reconstruction des cycles de température de 24 heures à 5,2 K, nettement mieux que l'échantillonnage des quatre quotidiennes de Modis, offrant ainsi une résolution temporelle supérieure pour améliorer les modèles climatiques et suivre les vagues de chaleur et les sécheresses, ainsi que la compréhension des changements climatiques dans les écosystèmes.
« Les capteurs micro-ondes de FY-3 traitent un écart critique dans nos capacités d'observation de la Terre », a souligné le professeur Zhao. « En capturant l'inertie thermique des couches de sol plus profondes, en fonctionnant en continu de jour et de nuit à la couverture nuageuse et en permettant de multiples observations quotidiennes, ces données sont transformatrices pour les modèles hydrologiques et les stratégies d'adaptation climatique. »
