Un dossier du CESBIO

 

 Les sols...vus de l'espace avec SMOS

A cause des précipitations inférieures à la normale l'hiver dernier et au début de ce printemps, l'eau contenue dans les sols est à un niveau faible en France. Ceci est parfaitement documenté par Météo France et est également visible avec le radiomètre SMOS.

• La mesure correspond au contenu en eau (m³ d'eau par m³ de sol) présent dans les 5 premiers centimètres de la surface. La végétation étant prise en compte dans le modèle, nous avons réellement accès à l'humidité ²des sols (sans la végétation).
• La résolution spatiale des cartes est de 15 km sur les synthèses publiées.
• Les couleurs, comme le montre l'échelle à gauche de chaque carte, ont la signification suivante : plus c'est bleu plus le sol superficiel est humide, plus c'est jaune orangé plus le sol est sec.

Une simple comparaison des moyennes d'humidité des sols par mois pour Mars et Avril est représenté sur les figures suivantes, vous pouvez cliquer sur chaque image pour l'agrandir...

Moyenne mensuelle de l'humidité des sols. Mars (haut), Avril (bas). 2010 (gauche), 2011 (droite).

et puis toujours avec des données SMOS une animation réalisée pendant l'épisode pluvieux de ce début Novembre 2011, cette période a été marqué par de fortes pluies dans le Sud Est de la France, qui ont engendré d'importantes inondations dans ces régions.
L'animation montre les mesures d'humidité de surface des sols obtenues à partir des données du satellite SMOS. On remarque nettement l'augmentation de l'humidité en date du 5 novembre, suivant cet épisode de pluies intenses. L'Italie du Nord a été elle aussi marquée par d'importantes pluies au cours de cette période.

	Carte du cumul des précipitations (en mm) tombées entre 15 et 18 heures le 4 novembre 2011 source : Météo France
Animation début Novembre 2011 - Evolution de l'humidité des sols - (Soil Moisture [m3 m3]) données SMOS source : équipe SMOS du CESBIO - 2011

Contact scientifique : Arnaud Mialon

Cependant le reste de l'Europe (Nord et Est) connaît un automne sec. sur le blog de léquipe SMOS du CESBIO : une animation réalisée par cette équipe pour comparer simplement les humidités mensuelles des sols en 2010 et 2011 sur l'ensemble de l' Europe … et suivre la progression de la sécheresse entre Mars et Novembre 2011

L'animation couvre les mois de Janvier à Novembre, et il apparaît clairement en Novembre un deficit
marqué d'humdité de surface (Europe de l'Est). Les surfaces rouges en novembre, affiche une humidité en 2011 inférieure à novembre 2010 de plus de 0.1 m3 d'eau /m3 de sol.

source : équipe SMOS du CESBIO -2011

• Davantage d'information sur le blog SMOS du CESBIO
• le dossier SMOS du site du CESBIO

Contact scientifique : François Cabot

 La sécheresse mesurée sur le terrain

Les mesures d'humidité du sol, ici le contenu en eau volumétrique (m³ d'eau/m³ de sol) sont acquises :

• lors de la conduite du chantier SudOuest du CESBIO et de son Observatoire Spatial Régional (OSR) sur différents sites ateliers;
• sur le site expérimental SMOSREX équipé et suivi depuis 2003, dans le cadre de la mission SMOS et situé près de Toulouse sur la commune de Mauzac (latitude : 43.38° ; longitude : 1.28).

Chantier Sud-Ouest - site atelier de Lamasquère : mesures à 30 cm et 100 cm de profondeur mesures à 30 cm de profondeur Les valeurs ont été regroupées par année et sont représentées entre le 1er janvier et la fin du mois d'août chaque année sur la commune de Lamasquère en Haute-Garonne. L'année 2011 est représentée en rouge. A gauche les précipitations cumulées sur quelques années remarquables. A droite l'humidité du sol - (contenu en eau volumétrique) à 30 cm de profondeur à Lamasquère avec en superposition les épisodes de pluie en mm. Les précipitations cumulées mettent en évidence un fort déficit pluviométrique en 2011. L'humidité du sol à 30 cm de profondeur présente un décrochement en 2011 qui n'a d'équivalent que celui de 2005 (en bleu). "Ces valeurs sont comparables à celles du premier trimestre 2005. Cette année là cependant, les précipitations avaient été importantes au cours du mois d’avril suivant". (voir le site de Météo France ).Durant la seconde quinzaine de mars, l'année 2009 (en vert) a été à la fois plus sèche et de façon plus précoce que dans le cas de l'année 2011 mais les pluies ont également permis le rattrapage. En 2011, nous constatons que l'asséchement se poursuit pendant les mois de mai et de juin et reste inférieur à 0.3 malgré les épisodes pluvieux du début du mois de juin. Les pluies des 23 et 25 avril n'ont que peu d'influence sur l'humidité à cette profondeur (captation par la couche végétale "assoiffée"), il en est de même pour les petites pluies du mois de juin (50 mm d'eau en cumulé). La valeur minimum autour de 0.3 ne doit pas faire illusion, cette eau est retenue par des argiles très hydrophiles qui "retiennent" l'eau et la rendent difficilement disponible pour la végétation. les pluies du mois de juillet ont permis en quelques jours de récupérer une humidité du sol supérieure aux années précédentes. Les faibles pluies d'août et de septembre font replonger séverement et continuement la courbe d'humidité du sol très en dessous de 0.30 en septembre. L'asséchement se poursuit jusqu'à la mi-octobre. Les pluies automnales permettent un relèvement de cette humidité à 0.35 ce qui reste inférieur aux moyennes saisonnières. mesures à 100 cm de profondeur Si nous nous plaçons maintenant à 1 m de profondeur, nous constatons que le début de l'année 2011 est vraiment très atypique : les sols sont désséchés dans les couches profondes, ce qui n'était pas le cas des années précédentes... de plus les pluies du mois de juillet n'ont pas permis de récupérer une humidité correcte, la situation est toujours inférieure à la normale. La situation de desséchement se maintient à minima de juillet à la fin du mois de Novembre, il n'y a plus de réserve d'eau en profondeur depuis la mi-avril. Contacts scientifiques : Aurore Brut et Morgan Ferlicoq Ces mesures sont acquises en continu et mises en oeuvre par Bernard Marciel, Pascal Keravec, Hervé Gibrin et Nicole Ferroni du CESBIO.

Site SMOSREX : mesures entre la surface et 50 cm de profondeur La figure ci-dessous montre l'évolution des précipitations (Figure du haut) et de l'humidité des sols (Figure du bas) de mars à septembre 2011 sur un sol nu. Deux types de capteurs sont installés : 5 sondes ponctuelles, réparties sur une surface sans végétation de 3m x 3m, mesurent l'humidité contenue dans la couche du sol comprise entre 0 et 5 cm de profondeur (courbe marron, la courbe grise étant la moyenne 2003-2011). la sonde COSMOS (courbe noire) quant-à elle enregistre l'humidité relative à une surface d'environ 350m de diamètre et mesure l'humidité de la couche de sol comprise entre 10 et 50 cm de profondeur.   Ces deux mesures diffèrent quelque peu, car elles ne caractérisent pas la même surface et la même profondeur. Les sondes ponctuelles ont une dynamique (amplitude des mesures) plus importantes car les couches de surface sont plus sensibles aux précipitations mais aussi à l'évaporation. Les mesures réalisées par les sondes ponctuelles mettent en évidence le déficit d'eau observé au printemps (avril 2011), ainsi que les vagues d'asséchements successifs du sol en mai et août (températures élevées et faibles précipitations). La couche de surface du sol a subi un assèchement conséquent en avril (courbe marron, humidité observée < 0.1 m3 d'eau / m3 de sol) et à l'automne (septembre). Le déficit hydrique s'aggrave progressivement dans les couches les plus profondes (courbe noire). Ces couches ont été rechargées par les pluies de juillet mais leur contenu en eau repasse sous la valeur moyenne en août. Les mesures d'humidité des sols sont acquises en continu et mises en oeuvre par Arnaud Mialon du CESBIO. Nous sommes redevables à Jean-Christophe Calvet du CNRM pour les mesures de pluviométrie.