Equipe VEGEO

Vue d’ensemble

Le principal objectif de VEGEO concerne la caractérisation et la modélisation des surfaces continentales, en termes de végétation et d’humidité des sols et de propriétés radiatives. L’observation satellitaire est au coeur des travaux de l’équipe.
Les axes de recherche de l’équipe VEGEO comprennent : i) l’élaboration de variables biogéophysiques (albédo, LAI,...) à partir de données satellitaires et leur validation ; ii) la modélisation et l’assimilation de données pour améliorer la représentation du cycle du carbone et de l’hydrologie de surface par le modèle ISBA dans la plateforme de modélisation SURFEX (https://www.umr-cnrm.fr/surfex/) ; iii) la conception de stratégies d’observation des surfaces continentales (in situ, aéroportées, par télédétection satellitaire) et l’analyse critique des observations ; iv) l’étude de l’impact du changement climatique sur les variables terrestres à méso-échelle.
L’équipe VEGEO a, au sein du CNRM, un rôle de référent en termes de produits de télédétection spatiale sur les surfaces continentales pour leur utilisation dans les modèles de prévision numérique du temps et de climat de Météo-France, notamment au travers de la coordination scientifique des évolutions d’ECOCLIMAP. Elle est en charge pour Météo-France du développement des produits albédo dans le LSA-SAF d’EUMETSAT et dans le cadre de COPERNICUS (CGLS, C3S).
Des systèmes d’assimilation de données adaptés aux surfaces continentales sont développés dans le but de piloter ISBA à partir d’observations satellitaires à diverses longueurs d’onde. L’assimilation de données satellitaires est mise en œuvre dans une chaîne de suivi des flux d’eau et de carbone sur la France et à l’échelle mondiale : LDAS (Land Data Assimilation System).

Recherches actuelles

* Développement et démonstration de l’utilisation de produits satellitaires de rayonnement incident, d’albédo des surfaces terrestres, et de la végétation

- EUMETSAT LSA-SAF

* Assimilation de données pour l’analyse de l’humidité du sol et de la biomasse de la végétation

- LDAS-Monde

* Evaluation des produits satellitaires (vérification croisée modèle / satellite / in situ)

- Principales données satellitaires utilisées : AMSR, ASCAT, ERS-Scat, METEOSAT, MODIS, PROBA-V, SMOS, SPOT-VEGETATION, WINDSAT

- Principales données in situ utilisées : SMOSMANIA, METEOPOLE-FLUX

* Modélisation des flux naturels continentaux

- Développement des versions A-gs et Cycle du Carbone du modèle ISBA

- Vérification et intercomparaison

- Impact du changement climatique sur la végétation à méso-échelle

Principaux projets

* FP7 IMAGINES (web site) et eartH2Observe (web site)

* EUMETSAT : LSA-SAF et H-SAF

* SMOS

* HYMEX

* ANR ORACLE

* Contribution à ECOCLIMAP, SURFEX

Personnel

Jean-Christophe Calvet, Chercheur, HDR, chef d’équipe

Clément Albergel, Chercheur

Dominique Carrer, Chercheur

Xavier Ceamanos, Chercheur

Catherine Meurey, Technicienne


Bertrand Bonan, Post-doctorant

Arsène Druel, Post-doctorant

Gabriel Lellouch, Post-doctorant

Suman Moparthy, Post-doctorant

Florian Pinault, Post-doctorant

Daniel Shamambo, Doctorant

Chloé Vincent, Post-doctorante

Yongjun Zheng, Post-doctorant


Articles récents (2014-2018)

Albergel, C., S. Munier, D. J. Leroux, H. Dewaele, D. Fairbairn, A. L. Barbu, E. Gelati, W. Dorigo, S. Faroux, C. Meurey, P. Le Moigne, B. Decharme, J.-F. Mahfouf, J.-C. Calvet : Sequential assimilation of satellite-derived vegetation and soil moisture products using SURFEX_v8.0 : LDAS-Monde assessment over the Euro-Mediterranean area, Geosci. Model Dev., Geosci. Model Dev., 10, 3889–3912, https://doi.org/10.5194/gmd-10-3889-2017, 2017.

Barbu, A.L., J.-C. Calvet, J.-F. Mahfouf, and S. Lafont : Integrating ASCAT surface soil moisture and GEOV1 leaf area index into the SURFEX modelling platform : a land data assimilation application over France, Hydrol. Earth Syst. Sci., 18, 173-192, https://doi.org/10.5194/hess-18-173-2014, 2014.

Calvet, J.-C., Fritz, N., Berne, C., Piguet, B., Maurel, W., and Meurey, C. : Deriving pedotransfer functions for soil quartz fraction in southern France from reverse modeling, SOIL, 2, 615-629, https://doi.org/10.5194/soil-2-615-2016, 2016.

Canal, N., J.-C. Calvet, B. Decharme, D. Carrer, S. Lafont, and G. Pigeon : Evaluation of root water uptake in the ISBA-A-gs land surface model using agricultural yield statistics over France, Hydrol. Earth Syst. Sci., 18, 4979–4999, https://doi.org/10.5194/hess-18-4979-2014, 2014.

Canal, N., O. Deudon, X. Le Bris, P. Gate, G. Pigeon, M. Regimbeau, J.-C. Calvet : Anticipation of the winter wheat growth based on seasonal weather forecasts over France, Meteorological Applications, 24, 432-443, https://doi.org/10.1002/met.1642, 2017.

Carrer, D., Meurey M., Ceamanos X., Roujean J.-L., Calvet J.-C. and Liu S. : Dynamic mapping of snow-free vegetation and bare soil albedos at global 1 km scale from 10-year analysis of MODIS satellite products, Remote Sens. Env., 140, 420-432, https://doi.org/10.1016/j.rse.2013.08.041, 2014.

Carrer, D., X. Ceamanos, B. Six, and J.-L. Roujean : AERUS-GEO : A newly vailable satellite-derived aerosol optical depth product over Europe and Africa, Geophys. Res. Lett., 41, 7731–7738, https://doi.org/10.1002/2014GL061707, 2014.

Carrer, D., Pique, G., Ferlicoq, M., Ceamanos, X., Planque, C., Ceschia, E. : What is the potential of cropland albedo management in the fight against global warming ? A study case based on the use of cover crops, Environ. Res. Lett., 13, 044030, https://doi.org/10.1088/1748-9326/aab650, 2018.

Carrer, D., Moparthy, S., Lellouch, G., Ceamanos, X., Pinault, F., Freitas, S. C., and Trigo, I. F. : Land surface albedo derived on a ten daily basis from Meteosat Second Generation observations : the NRT and climate data record collections from the EUMETSAT LSA SAF, Remote Sensing, 10, 1262 ; https://doi.org/10.3390/rs10081262, 2018.

Ceamanos, X., D. Carrer, and J.-L. Roujean : Improved retrieval of direct and diffuse downwelling surface shortwave flux in cloudless atmosphere using dynamic estimates of aerosol content and type : application to the LSA-SAF project, Atmospheric Chemistry and Physics, 14, 8209-8232, https://doi.org/10.5194/acp-14-8209-2014, 2014.

Ceamanos, X., D. Carrer, and J.-L. Roujean, An efficient approach to estimate the transmittance and reflectance of a mixture of aerosol components, Atmospheric Research, 137, 125-135, 2014.

Chan S., R. Bindlish, P. O’Neill, E. Njoku, T. Jackson, A. Colliander, F. Chen, M. Burgin, S. Dunbar, J. Piepmeier, S. Yueh, D. Entekhabi, M. Cosh, T. Caldwell, J. Walker, X. Wu, A. Berg, T. Rowlandson, A. Pacheco, H. McNairn, M. Thibeault, J. Martínez-Fernández, A. González-Zamora, M. Seyfried, D. Bosch, P. Starks, D. Goodrich, J. Prueger, M. Palecki, E. E. Small, M. Zreda, J.-C. Calvet, W. Crow, and Y. Kerr : Assessment of the SMAP Level 2 Passive Soil Moisture Product, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., 54 (8), 4994 - 5007, https://doi.org/10.1109/TGRS.2016.2561938, 2016.

Chan S. K., R. Bindlish, P. O’Neill, T. Jackson, E. Njoku, S. Dunbar, J. Chaubell, J. Piepmeier, S. Yueh, D. Entekhabi, A. Colliander, F. Chen, M. H. Cosh, T. Caldwell, J. Walker, A. Berg, H. McNairn, M. Thibeault, J. Martínez-Fernández, F. Uldall, M. Seyfried, D. Bosch, P. Starks, C. Holifield Collins, J. Prueger, R. van der Velde, J. Asanuma, M. Palecki, E. E. Small, M. Zreda, J.-C. Calvet, W. T. Crow, and Y. Kerr : Development and assessment of the SMAP enhanced passive soil moisture product, Remote Sensing of Environment, 204, 931-941, https://doi.org/10.1016/j.rse.2017.08.025, 2018.

Dewaele, H., Munier, S., Albergel, C., Planque, C., Laanaia, N., Carrer, D., and Calvet, J.-C. : Parameter optimisation for a better representation of drought by LSMs : inverse modelling vs. sequential data assimilation, Hydrol. Earth Syst. Sci., 21, 4861–4878, https://doi.org/10.5194/hess-21-4861-2017, 2017.

Fairbairn, D., Barbu, A.L., Mahfouf, J.-F., Calvet, J.-C., and Gelati, E. : Comparing the ensemble and extended Kalman filters for in situ soil moisture assimilation with contrasting conditions, Hydrol. Earth Syst. Sci., 19, 4811–4830, https://doi.org/10.5194/hess-19-4811-2015, 2015.

Fairbairn, D., Barbu, A. L., Napoly A., Albergel C., Mahfouf, J.-F., and Calvet, J.-C. : The effect of satellite-derived surface soil moisture and leaf area index land data assimilation on stramflow simulations over France, Hydrol. Earth Syst. Sci., https://doi.org/10.5194/hess-21-2015-2017, 21, 2015–2033, 2017.

Garrigues, S., A. Boone, B. Decharme, A. Olioso, C. Albergel, J.-C. Calvet, S. Moulin, S. Buis, and E. Martin : Impacts of the soil water transfer parametrization on the simulation of evapotranspiration over a 14-year Mediterranean crop succession. J. Hydrometeor., 19, 3-25, https://doi.org/10.1175/JHM-D-17-0058.1, 2018.

Gelati, E., Decharme, B., Calvet, J.-C., Minvielle, M., Polcher, J., Fairbairn, D., Weedon, G. P. : Hydrological assessment of atmospheric forcing uncertainty in the Euro-Mediterranean area using a land surface model, Hydrol. Earth Syst. Sci., 22, 2091-2115, https://doi.org/10.5194/hess-22-2091-2018, 2018.

Laanaia, N., Carrer, D., Calvet, J.-C., and Pagé, C. : How will climate change affect the vegetation cycle over France ? A generic modeling approach, Climate Risk Management, https://doi.org/10.1016/j.crm.2016.06.001, 2016.

Leroux, D., J.-C. Calvet, S. Munier, and C. Albergel : Using satellite-derived vegetation products to evaluate LDAS-Monde over the Euro-Mediterranean area, Remote Sensing, 10, 1199, 21 pp., https://doi.org/10.3390/rs10081199, 2018.

Munier, S., D. Carrer, C. Planque, F. Camacho, C. Albergel, and J.-C. Calvet : Satellite Leaf Area Index : global scale analysis of the tendencies per vegetation type over the last 17 years, Remote Sensing, 10, 424, 25 pp., https://doi.org/10.3390/rs10030424, 2018.

Parrens, M., J.-C. Calvet, P. de Rosnay, and B. Decharme : Benchmarking of L-band soil microwave emission models, Remote Sens. Env., 140, 407-419, https://doi.org/10.1016/j.rse.2013.09.017, 2014.

Parrens, M., J.-F. Mahfouf, A. Barbu, and J.-C. Calvet : Assimilation of surface soil moisture into a multilayer soil model : design and evaluation at local scale, Hydrol. Earth Syst. Sci., 18, 673-689, https://doi.org/10.5194/hess-18-673-2014, 2014.

Planque, C., D. Carrer, and J.-L. Roujean : Analysis of MODIS albedo changes over steady woody covers in France during the period of 2001–2013, Remote Sensing of Environment, 191, 13–29, https://doi.org/10.1016/j.rse.2016.12.019, 2017.

Ruti PM, Somot S, Giorgi F, Dubois C, Flaounas E, Obermann A, Dell’Aquila A, Pisacane G, Harzallah A, Lombardi E, Ahrens B, Akhtar N, Alias A, Arsouze T, Aznar R, Bastin S, Bartholy J, Béranger K, Beuvier J, Bouffies-Cloché S, Brauch J, Cabos W, Calmanti S, Calvet J-C, Carillo A, Conte D, Coppola E, Djurdjevic V, Drobinski P, Elizalde-Arellano A, Gaertner M, Galàn P, Gallardo C, Gualdi S, Goncalves M, Jorba O, Jordà G, L’Heveder B, Lebeaupin-Brossier C, Li L, Liguori G, Lionello P, Maciàs D, Nabat P, Onol B, Rajkovic B, Ramage K, Sevault F, Sannino G, Struglia MV, Sanna A, Torma C, Vervatis V (2016) : MED-CORDEX initiative for Mediterranean Climate studies, Bull. Amer. Meteor. Soc., 97 (7), 1187-1208, https://doi.org/10.1175/BAMS-D-14-00176.1, 2016

Séférian, R., C. Delire, B. Decharme, A. Voldoire, D. Salas y Mélia, M. Chevallier, D. Saint-Martin, J.-C. Calvet, D. Carrer, H. Douville, L. Franchistéguy, E. Joetzjer, and S. Sénési : Development and evaluation of CNRM Earth-System model – CNRM-ESM1, Geosci. Model Dev., 9, 1423–1453, 2016.

Schellekens, J., E. Dutra, A. Martínez-de la Torre, G. Balsamo, A. van Dijk, F. Sperna Weiland, M. Minvielle, J.-C. Calvet, B. Decharme, S. Eisner, G. Fink, M. Flörke, S. Peßenteiner, R. van Beek, J. Polcher, H. Beck, R. Orth, B. Calton, S. Burke, W. Dorigo, and G. P. Weedon : A global water resources ensemble of hydrological models : the eartH2Observe Tier-1 dataset, Earth Syst. Sci. Data, 9, 389-413, https://doi.org/10.5194/essd-9-389-2017, 2017.

Stoffelen, A., S. Aaboe, J.-C. Calvet, J. Cotton, G. De Chiara, J. Figua-Saldana, A. A. Mouche, M. Portabella, K. Scipal, W. Wagner : Scientific developments and the EPS-SG scatterometer, IEEE J. Sel. Topics Appl. Earth Obs. Remote Sens., 10 (5), 2086-2097, https://doi.org/10.1109/JSTARS.2017.2696424, 2017.

Su, Z., W. Timmermans, Y. Zeng, J. Schulz, V. O. John, R. A. Roebeling, P. Poli, D. Tan, F. Kaspar, A. Kaiser-Weiss, E. Swinnen, C. Toté, H. Gregow, T. Manninen, A. Riihelä, J.-C. Calvet, Y. Ma, and J. Wen : An overview of European efforts in generating climate data records, Bull. Amer. Meteor. Soc., 99, 349-359, https://doi.org/10.1175/BAMS-D-16-0074.1, 2018.

Szczypta, C., J.-C. Calvet, F. Maignan, W. Dorigo, F. Baret, and P. Ciais : Suitability of modelled and remotely sensed essential climate variables for monitoring Euro-Mediterranean droughts, Geosci. Model Dev., 7, 931–946, https://doi.org10.5194/gmd-7-931-2014, 2014.

Xu, H., X. Ceamanos, J.-L. Roujean, D. Carrer, and Y. Xue : Can satellite-derived aerosol optical depth quantify the surface aerosol radiative forcing ? Atmospheric Research, 150, 151-167, 2014.

Zhang, S., Roussel, N., Boniface, K., Ha, M. H., Frappart, F., Darrozes, J., Baup, F., and Calvet, J.-C. : Use of GNSS SNR data to retrieve either soil moisture or vegetation height from a wheat crop, Hydrol. Earth Syst. Sci., 21, 4767–4784, https://doi.org/10.5194/hess-21-4767-2017, 2017.

Zhang, S., Calvet, J.-C., Darrozes, J., Roussel, N., Frappart, F., Bouhours, G. : Deriving surface soil moisture from reflected GNSS signal observations over a grassland site in southwestern France, Hydrol. Earth Syst. Sci., 22, 1931–1946, https://doi.org/10.5194/hess-22-1931-2018, 2018.