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1.1. Rappel des bases physiques
Le bilan d'énergie de la surface du sol se décompose en quatre
termes :
le rayonnement net Rp,
l'échange entre couches limites du sol et de l'atmosphére
essentiellement par convection H,
l'évapotranspiration LE,
x
- le flux à l'intérieur du sol G.
Ce bilan s'écrit : Rn + H+ LE + G= 0 (1)
Le rayonnement net Rn se décompose en :
- le rayonnement dans le visible Rg exprimant le rayonnement solaire
direct et diffus, dont une partie ARg est réfléchie par la surface
du sol d'albédo A,
- le rayonnement thermique lui-méme décomposé en :
. rayonnement de l'atmosphére Ra partiellement réfléchi (1 - &) Ra,
par le sol d'émissitivé e,
. rayonnement propre du sol RT.
Le rayonnement net Rn = (1 - A) Rg + € Ra - RT (2)
Chacun des termes du bilan a été analysé par de nombreux auteurs :
Sellers (1965) pour la transmittance atmosphérique, Allen (1963) pour l'épais-
seur de l'atmosphère traversée, Joseph (1966, 1971) et Arakawa et al (1968)
pour la teneur en eau de l'atmosphère et ses effets d'absorption au-dessus de
0.9 u et de diffusion au-dessous de 0.9 u. C'est ainsi que le rayonnement
solaire visible Rg peut s'écrire : Rg 2 S0 x Tr x Cos Z (Sp = constante solaire,
Ty = transmittance atmosphérique, Z = angle zénithal à l'instant T).
Le rayonnement atmosphérique R, à été analysé par Kondratyev (1969),
Brunt et Idso (19/5).
Le rayonnement terrestre RT du sol suit la loi d'émission :
RT = oel%, T étant la température de surface, o la constante de
Stephan Boltzmann, et e l'émissivité de la surface.
L'échange sensible H entre le sol et l'atmosphère est décrit par
Lettau (1957), Malkust (1962), Gates et al (1971), Kahle (1977).
Il dépend de la différence de température entre l'air et le sol, mais est
également proportionnel à la vitesse du vent (d'où l'importance des effets de
l'état de la surface du sol sur l'écoulement de l'air).
L'évapotranspiration LE dépend de la variation de la pression
partielle de Ta vapeur d'eau dans la couche inférieure de l'atmosphère. Dans
les mesures au ras du sol, celui-ci influence fortement l'air dont la tempé-
rature est voisine de la sienne.
Sur des superficies au sol de 512 x 512 pixels METEOSAT, les termes
du bilan d'énergie sont extrémement variables. D'oü l'idée d'une approche
empirique.
1.2. La description empirique du comportement thermique du sol
observé par METEOSAT.
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