Agronomie 22 (2002) 635-640
DOI: 10.1051/agro:2002050

Surface layer profiles of air temperature and humidity measured from unmanned aircraft

Stephen Hobbs^a, David Dyer^a, Dominique Courault^b, Albert Olioso^b, Jean-Pierre Lagouarde^c, Yann Kerr^d, John Mcaneney^c and Jean Bonnefond<sup>c

a</sup>  Cranfield University, Cranfield, Bedford, MK43 0AL, UK
^b  INRA Bioclimatologie, Site Agroparc, 84914 Avignon, France
^c  INRA Bioclimatologie Bordeaux, Domaine de la grande Ferrade, BP 81, 33883 Villenave d'Ornon, France
^d  CESBIO 18, avenue Edouard Belin, 31055 Toulouse, France

(Received 3 January 2001; revised 15 June 2002; accepted 11 July 2002)

Abstract
The atmospheric surface layer couples processes in the atmosphere with those at the land surface, but is not fully understood for heterogeneous land surfaces. A small remotely piloted aircraft was flown during the ReSeDA experiment to measure profiles of heat and humidity in the surface layer near boundaries between different land cover types to study atmospheric structure over heterogeneous terrain. The aircraft payload included sensors for temperature, humidity and position. Extensive data processing has been performed to check data quality and coordinate the datasets created (to common time and position references). Initial results show the expected general features of the surface layer profiles of temperature and humidity and also give details of structure near field boundaries, especially where there is strong contrast in surface properties and radiative forcing. The experiments also demonstrate that unmanned aircraft are practical tools for this form of atmospheric research.

Résumé
Mesure des profils de température et d'humidité dans la couche limite de surface par avion télécommandé. Les processus qui interviennent dans la couche limite de surface (CLS) entre l'atmosphère et la surface du sol sont encore loin d'être parfaitement connus sur des surfaces hétérogènes. Un petit avion télécommandé a été utilisé dans le cadre de l'expérimentation Alpilles-ReSeDA, pour mesurer des profils de température et d'humidité dans la CLS au niveau des transitions entre différents types de parcelles agricoles. Le but était d'étudier la structure de l'atmosphère au dessus des hétérogéneités de surface. L'équipement de l'avion comprenait différents capteurs pour mesurer la température, l'humidité et avoir la position géographique exacte (GPS). Des traitements ont été effectués pour vérifier la qualité des données et les géoréférences sur des cartes. Les premiers résultats montrent des profils de températures et d'humidité cohérents et donnent aussi des informations sur la structure de l'atmosphère à proximité des limites des parcelles, lorsqu'il y a un fort contraste des propriétés de surface et un rayonnement élevé. Cette expérimentation démontre aussi que ce type de mesures aéroportées représente un outil intéressant et pratique pour étudier l'atmosphère.

Key words: atmospheric surface layer / surface heterogeneity / ReSeDA / UAV / Vaisala Humitter

Mots clés : couche limite de surface / ReSeDA / UAV / surface hétérogène / Vaisala Humitter

Correspondence and reprints: Stephen Hobbs
    e-mail: s.e.hobbs@cranfield.ac.uk

Communicated by Frédéric Baret (Avignon, France)

© INRA, EDP Sciences 2002