Demande de renouvellement (2007-2010) - Cesbio

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Objectifs de la mission Questions sur le cycle de carbone Dimension humaineFournir les estimationsglobales et cohérentes de labiomasse terrestreEstimations des stocks et flux decarboneSuivre et quantifier lesperturbations etrecouvrements des forêtsSuivre et quantifier les zoneshumides et forêts inondéesEstimations des variations etchangements dans les puits etsources de carboneEstimations des émissions deméthane et gaz à effet de serreTableau 1: Objectifs principaux de la mission BIOMASSEvaluation de la biodiversité,gestion des ressourcesforestières, impacts sur lesressources en eau, et bilan decarbone.Les objectifs secondaires découlent de la possibilité pour la première fois d’explorer la terre avecun SAR à longue longueur d’ondes. Des informations nouvelles sur la glace polaire, l’humidité du sol,la salinité de l’eau des mers, et les structures sub surface et paléohydrology des régions arides.3.3.2 Caractéristiques de la missionLe capteur proposé est basé sur un SAR (radar à synthèse d’ouverture) fonctionnant en bande P(432-438 MHz, longueur d’onde ~68 cm) avec une résolution spatiale de 50 m et une répétitivité de 25jours. L’instrument existe en version aéroporté mais n’a jamais été lancé dans l’espace. Le concept deBIOMASS bénéficie de l'expérience acquise dans le cadre des campagnes aéroportées depuis 1990 enEurope et en particulier par le CESBIO, et de l’avance technologique de ALCATEL Space.Duration 5 years For deforestation rate and biomass changeTiming 2013-2018 (optimum) Period of minimum solar activitySpatial Global, 80°N - 80° S Prioritising boreal and tropical forestscoverage 100 km swathRepeat cycle 25 days Monthly global monitoring of forest disturbance &inundation; construction of a biomass map every year(and one map of arid and polar regions during thesatellite lifetime)Spatialresolution50 m (4 looks) Giving disturbance & inundation monitoring at 50–100m resolution, biomass at 100-200 m resolutionOrbit Dawn/dusk heliosynchronousorbit at ~580 kmTrade-off between power constraints and minimisingionospheric effects.Polarisation Full polarimetry and/or Biomass retrieval, monitoring disturbance & inundationdual polarised: HH & HV (retrieving subsurface features in arid regions and ice)Incidence ~30° Biomass retrieval; canopy & surface penetrationanglePerformance 1 dB relative, 1-2 dB Mapping and retrieval accuracyabsolute calibrationTableau: Caractéristiques de la mission BIOMASS proposé3.3.3 Etat actuel du projetUn premier projet (BIOMASCA) a été soumis à l'ESA dans le cadre de l'appel à Propositions« Earth Explorer Opportunity Missions » en Janvier 2002. Le projet n’a pas été sélectionné maisretenu « pour des études complémentaires » par l'ESA. L’évaluation a reconnu la valeur scientifiquedu projet mais soulignait les points durs à résoudre, dont l’absence de fréquence allouée en bande Ppour l’observation de la terre, et le budget qui dépassait le plafond du budget des « OpportunityMissions ». Une nouvelle version (BIOMASS) a été soumise à l’ESA en Août 2005, dans le cadre del’appel à propositions « Earth Explorer Core Missions ». Entre temps, grâce à des actions de lacommunauté scientifique, une bande de fréquence de 6 MHz a été attribuée en 2003 à l’observation dela terre. Le résultat de la sélection des projets sera connu en Mai 2006. Le projet, coordonné par le294
CESBIO, regroupe 33 membres internationaux dont 6 Français (CESBIO, LSCE, CETP, ONERA,Univ. de Bordeaux, et ALCATEL Space).3.3.4 Travaux préparatoires1) Pour évaluer l’apport de la connaissance de la biomasse végétale dans l’amélioration desmodèles de prédiction des bilans de carbone, des travaux ont été menés avec l’Université de Sheffield(UK) sur l’intégration des données de biomasse dans les modèles dynamiques de la végétation (LeToan et al., 2004).2) Le projet FORA (Forêt et Radar) proposé par le CESBIO, l’ONERA et l’INRA de Bordeaux aété retenu par le CNES (proposition de recherche spatiale-TOSCA 2005-2006). L’objectif est dedévelopper des indicateurs de biomasse les plus avancés et les plus robustes et qui s’adaptent auxcaractéristiques d’une mission spatiale (incidence inférieure à 30°, effets ionosphériques, élévationd’antenne limitée..). Les performances du SAR bande P seront aussi comparées à celle de la bande LL.’intérêt d’une telle mission spatiale pour le cycle de carbone sera abordé. Les travaux portent sur lesdonnées du système aéroporté RAMSES de l’ONERA, doté de l’ensemble des techniques radaravancées, comprenant la polarimétrie, l’interférométrie et la combinaison PolinSAR (polarimétrieinterférométrie),en bande P et en bande L. Les données RAMSES en bande P et L acquises parl’ONERA en 2001 et 2004 et les données archivées du CESBIO sur la forêt des Landes en 1989permettent d’évaluer les systèmes à mesurer la biomasse et son accroissement pluri-annuel.4 Instrumentation aéroportée et terrainLes travaux d’instrumentation terrain et aéroporté continuent. Nous avons bien sur la continuationdes activités LEWIS et scintillométrie, mais aussi nous espérons pouvoir reprendre les aspectsscintillométrie micro-ondes avec l’INRA. Sur le plan radiométrie micro-ondes nous avons établi unecollaboration avec le LTHE pour la réalisation d’un radiomètre en bande S. Le LTHE a part ailleursremis en état le radiomètre MARMOTTE [26, 27].LEWIS et MARMOTTE sur le site SMOSREX pour une opération de tests et d’interétalonnage (novembre 2005)Par ailleurs nous participons aux travaux de développement des simulateurs SMOS que ce soitaéroporté (proposition de P Waldteufel au TOSCA) ou des simulateurs interférométrique avec l’ESA(HUT 36-2D).295
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Centre d’Etudes Spatiales de la B
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Organigramme scientifique 2001-2005
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Les Equipes et Projets de ce bilan
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2.1 Physique de la mesure dans le d
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Backscattering coefficient° (dB)-1
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Inversion en LAI et en teneur en ch
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La classification non supervisée e
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l’objet d’inversion au CESBIO.
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Simonneaux V, François P. 2003. Id
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eprésentation satisfaisante du fon
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Fig 1. Schéma de principe de l’a
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flux. Dans ce contexte, un effort i
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Les premiers tests de DART-EB ont
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296294292290Température28828628428
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Modélisation : Confrontation des s
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des Pyrénées prétendent que, sui
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A partir des données de flux, les
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ii) Age des forêts, perturbations
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4.5.2 Flux carbonés du solIl a ét
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Concrètement ces approches expéri
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3.2 -La paramétrisation des échan
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Bilan du projet 1 : "Sud-Ouest"Bila
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NFricheSSite SMOSLa GaronneFigure 3
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BoisLandePréTerre cultivableVignes
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Un indice de fragmentation est cepe
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Theta s : humidité du sol (m 3 /m
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La procédure d’estimation de l
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ToulouseFigure 37 : Besoins en eau
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la mise en place de bandes enherbé
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Cette occupation du sol possède de
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Spatialisation des caractéristique
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Et delà de l’utilisation des don
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Le modèle a été en premier lieu
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conséquent été retenues : il s
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3. Activités de formation et trans
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Hadria R, Duchemin B., Lahrouni A.,
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2005. Ezzahar J. Spatialisation des
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2. METHODOLOGIEL’approche méthod
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