Agronomie 22 (2002) 627-633
DOI: 10.1051/agro:2002032

Spatialization of sensible heat flux over a heterogeneous landscape

Jean-Pierre Lagouarde^a, Frédéric Jacob^b, Xing Fa Gu^b, Albert Olioso^b, Jean-Marc Bonnefond^a, Yann Kerr^c, K. John Mcaneney^d and Mark Irvine<sup>a

a</sup>  INRA Bioclimatologie, BP 81, 33883 Villenave d'Ornon, France
^b  INRA Unité CSE, Domaine St-Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon Cedex 9, France
^c  CESBIO, 18 avenue E. Belin, 31401 Toulouse, France
^d  Macquarie University, Sydney, NSW, Australia

(Received 2 October 2001; revised 10 December 2001; accepted 19 February 2002)

Abstract
Two methods for retrieving sensible heat flux over a bare soil/wheat composite surface are compared. The first one is based on field measurements using large aperture scintillometers. The comparison with reference fluxes obtained from eddy correlation technique shows that scintillometry-derived fluxes are overestimated by 10%. A numerical experiment demonstrates this is induced by the non-uniform sensitivity of the scintillometer to C along the path length which follows a `bell-shaped' curve. The second method is based on the use of a simple surface energy balance model, SEBAL, supplied with high spatial resolution remote sensing data from two airborne sensors in visible, near infrared and TIR bands. A comparison with scintillometry-derived fluxes shows important discrepancies. These result from large errors in the estimation of the roughness length z ₀ in the model. This demonstrates that the use of an empirical relationship based on NDVI only is inadequate for inferring this key parameter in SEBAL.

Résumé
Intégration spatiale du flux de chaleur sensible au-dessus d'un paysage hétérogène. Deux méthodes d'estimation du flux de chaleur sensible sur une surface composite sol nu/blé sont comparées. La première repose sur des mesures de terrain au moyen de scintillomètres à grande ouverture. La comparaison avec des mesures de référence effectuées par la technique des corrélations révèle une surestimation de 10 % sur les flux obtenus par scintillométrie. Des simulations numériques montrent que cela provient du fait que la sensibilité du scintillomètre au paramètre de structure le long du trajet optique n'est pas uniforme et suit une courbe en cloche. La seconde méthode est basée sur l'utilisation du modèle de surface SEBAL alimenté par des données de télédétection aéroportée dans les domaines visible, proche infrarouge et infrarouge thermique. On observe des différence très importantes avec la scintillométrie. Elles sont attribuées aux erreurs d'estimation de la rugosité dans le modèle, et montrent que l'utilisation d'une relation empirique basée sur le seul NDVI pour estimer ce paramètre-clé est insuffisante.

Key words: sensible heat flux / structure parameter / optical scintillations / large aperture scintillometer / spatialized energy balance model

Mots clés : flux de chaleur sensible / paramètre de structure / scintillations optiques / scintillomètre à grande ouverture / spatialisation du bilan d'énergie

Correspondence and reprints: Jean-Pierre Lagouarde
    e-mail: lagouarde@bordeaux.inra.fr

Communicated by Frédéric Baret (Avignon, France)

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