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50 results on '"Eric Mougin"'

1. Backscattering Signatures at Ku Band Over Africa from Jason-3 and Swim

Author: Fabien Blarel, Mehrez Zribi, Eric Mougin, José Darrozes, Pierre Zeiger, Christophe Moisy, P. Paillou, Fabrice Papa, J. P. Wigneron, Cassandra Normandin, Luc Bourrel, Z. Aoulad, Frédéric Frappart, Catherine Prigent, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Wet season, geography, geography.geographical_feature_category, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Floodplain, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, 15. Life on land, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, Ku band, Soil wetness, Vegetation cover, law.invention, law, Dry season, [SDE]Environmental Sciences, Environmental science, Radar, Nadir (topography), ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: This study presents an analysis of radar signature at Ku-band for incidences ranging from 0° to 10° over the major bioclimatic zones, soil and vegetation types encountered in West-Africa, using data from Jason-3 and SWIM. Time-series of radar responses were built over the following environments: stone and sand deserts, Sahelian savannah and floodplain, flooded and non-flooded equatorial forests. Deserts and non-flooded equatorial forest exhibit almost constant responses, decreasing as the incidence angle increases. Similar seasonal variations of the backscattering coefficient between the dry and the wet season are observed at nadir for Jason-3 and SWIM with a decrease in dry season level and amplitude with the increase of the incidence angle. Backscattering at Ku-band can be related to soil roughness, vegetation cover and soil wetness.
Published: 2021
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2. Validation of the altimetry-based water levels from Sentinel-3A and B in the Inner Niger Delta

Author: Fabien Blarel, Eric Mougin, Frédéric Frappart, Flavien Egon, Adama Telly Diepkilé, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Géosciences Environnement Toulouse (GET)
Subjects: Delta, Synthetic aperture radar, QE1-996.5, geography, geography.geographical_feature_category, River delta, media_common.quotation_subject, Geology, Wetland, General Medicine, Water level, Environmental sciences, Ramsar site, Desertification, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Environmental science, GE1-350, Physical geography, Altimeter, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, media_common
Abstract: The comprehension of water level fluctuations and the sustainability of the Inner Niger River Delta (IND) is a major concern for the scientific community, but also for the local population. Located in the centre of Mali, the heart of the Sahel, the delta is characterised by a floodable area of more than 32 000 km2 during the rainy season, which contributes very strongly to the vitality of local ecosystem, and is consequently classified as a Ramsar site under the international Convention for Wetlands. In addition, the Delta acts as an environmental and socio-economic development barometer for the entire sub-region. Nowadays, we can observe an increasing fragility of the delta due to climate change, desertification and human activities, and justifies the need for permanent monitoring. The present study is based on the recent successes of radar altimetry, originally designed to monitor the dynamics topography of the ocean, and now very frequently used to retrieve inland water levels, of lakes, rivers, and wetlands. Previous studies evaluated the performances of several radar altimetry missions including Low Resolution Mode (LRM) (Topex-Poseidon, Jason-1/2/3, ERS-2, ENVISAT, and SARAL, and Synthetic Aperture Radar (SAR) Sentinel-3A missions for water level retrievals over 1992–2017. More than 50 times series of water levels were build at the crossing between water bodies and Sentinel-3A and 3B over 2016–2020. Twenty-four comparisons between in-situ and altimetry-based time-series of water levels were achieved over the IND. RMSE generally lower than 0.7 m and r higher than 0.9 were obtained.
Published: 2021
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3. Extensive Estimate of Nitrogen Budget and Critical Loads at the Scale of a Semi-Arid Tropical Grazed Site (Dahra, Senegal)

Author: Claire Delon, Corinne Galy-Lacaux, Blandine Barret, Ousmane Ndiaye, Dominique Serça, Frédéric Guérin, Eric Gardrat, Eric Mougin, Yélognissè F. Agbohessou, Anne Probst, Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (ECOLAB), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 050208 finance, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, 05 social sciences, [SDV.SA.SDS]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Soil study, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, 0502 economics and business, [SDV.TOX.ECO]Life Sciences [q-bio]/Toxicology/Ecotoxicology, 050207 economics, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2021
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4. Backscattering signatures at Ka, Ku, C and S bands from low resolution radar altimetry over land

Author: Frédéric Baup, Frédéric Frappart, Luc Bourrel, Philippe Paillou, Catherine Prigent, Edward Salameh, Eric Mougin, Pierre Zeiger, Fabrice Papa, José Darrozes, Frédérique Rémy, Fabien Blarel, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Morphodynamique Continentale et Côtière (M2C), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ASP 2020, Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères = Laboratory for Studies of Radiation and Matter in Astrophysics and Atmospheres (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Synthetic aperture radar, Atmospheric Science, Radar altimetry, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], Aerospace Engineering, Backscattering, 01 natural sciences, law.invention, Land surface properties, law, 0103 physical sciences, Radar, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, 010303 astronomy & astrophysics, Water content, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, [PHYS]Physics [physics], geography, geography.geographical_feature_category, [SDU.ASTR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph], [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, Astronomy and Astrophysics, 15. Life on land, Snow, Geophysics, Arctic, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Spatial ecology, General Earth and Planetary Sciences, Stage (hydrology), Ice sheet, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, Geology
Abstract: (IF 2.61; Q2); International audience; Radar backscattering coefficients from synthetic aperture radars and scatterometers are commonly used to characterize the land surface properties and monitor their temporal evolution. Radar altimetry is mostly used, over land, to provide time series of water stage of lakes, rivers and wetlands and the topography of the ice sheets. Very few studies used the radar altimetry backscattering coefficients for geophysical applications except to determine changes in Arctic lakes state surface, surface soil moisture in semi-arid environments or flood extent at high latitude. As radar altimetry missions acquired data in four frequency bands (mostly C and Ku but also S and Ka), this study proposes the first thorough analysis of the backscattering signatures of land surfaces using observations from ERS-2, Jason-1, ENVISAT, Jason-2 and SARAL radar altimetry missions The spatial and temporal variations of several altimetric information (backscattering coefficient, waveform peakiness, leading edge width and trailing edge slope) are examined at global scale, for each frequency band separately, as well as for their differences. Their relationship with related variations in the surface characteristics (i.e., soil type, soil moisture, presence of water and snow) are evidenced. Finally, spatial patterns and temporal variations computed over selected regions, representative of the major bioclimatic areas, are related to their surface properties and changes.
Published: 2021
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5. Expanding networks of field hedges in densely populated landscapes in the Sahel

Author: Oumarou Moumouni, Xiaoye Tong, Eric Mougin, Oumarou Malam Issa, Kalilou Adamou, Pierre Hiernaux, Patrice Savadogo, Matthew D. Turner, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Warwick [Coventry], Géosciences Environnement Toulouse (GET), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES (UMR_7618 / UMR_D_242 / UMR_A_1392 / UM_113) ), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris), AMMA-CATCH observatory, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
Subjects: 0106 biological sciences, Perennial plant, Tussock, [SDV]Life Sciences [q-bio], ved/biology.organism_classification_rank.species, Population, Management, Monitoring, Policy and Law, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Shrub, Basal area, Coppicing, Agroforestry, Deforestation, education, Nature and Landscape Conservation, 2. Zero hunger, education.field_of_study, ved/biology, Hedgerow, Crown (botany), Forestry, 15. Life on land, Tropical Africa, Geography, Bocage, [SDE]Environmental Sciences, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Land tenure, 010606 plant biology & botany, Woody plant
Abstract: International audience; Changing woody plant density across agricultural landscapes of the Sudano-Sahelian region is a debated issue. This paper reports the results of an investigation on the contribution of field hedges to overall woody plant density. Hedges separating individual cropped parcels were studied within village agropastoral territories in the Dantiandou district in western Niger. In 1992, field hedges were mapped over the study area using aerial photography and in 2016, using high resolution Google Earth imagery. In 1992, field hedge length was equal to 1006 km within 435 km 2 of croplands, equivalent to 2.3 km km −2. In 2016, 17.5% of these hedges had disappeared , but 1591 km of new hedges were observed resulting in an increased density of hedges to 5.6 km km −2. In 24 years, hedges had increased at a mean annual rate of 3.7% likely associated with the splitting of crop fields by inheritance. The composition and productivity of hedges were also monitored in 1996, 2010 and 2015. All trees (max-imum height ≥ 4 m), shrubs (< 4 m) and tussock perennial grasses were recorded within twelve field hedge samples of 200 m each. Field measurements were used to estimate basal area, crown area, foliage mass and wood mass of each woody plant within the sampled hedges. No significant trends were found between 1996 and 2015 in woody plant density, basal area, crown cover, wood and foliage masses across all monitored hedges. However, overall means hide a slight decrease in tree contributions, while shrub contributions first increased and then decreased. They also mask contradictory trends among sites most likely related to different rates of shrub coppicing and tree cutting. The woody species composition of the hedges is poor with an increase of Combretum glutinosum to the detriment of Guiera senegalensis over the study period. Multiplying the hedge sample statistics by the changing lengths of field hedges in the study area provides estimates of the contribution of the hedge woody plants to the woody plant population at a landscape scale. Between 1992 and 2016, field hedges contributed to increases of woody plant density by 3.9%, basal areas by 5.4%, crown cover by 2.7%, leading to 6.1% annual increase in foliage mass and 8.8% increase in wood mass.
Published: 2019
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6. A leaf area index data set acquired in Sahelian rangelands of Gourma in Mali over the 2005–2017 period

Author: Véronique Chaffard, Eric Mougin, Valérie Demarez, Pierre Hiernaux, Ali Amadou Maïga, Manuela Grippa, Mamadou Oumar Diawara, Abdramane Ba, Nogmana Soumaguel, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bamako, Institut de Recherche pour le Développement [Mali] (IRD), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Université des sciences, des techniques et des technologies de Bamako (USTTB), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), and Université des Sciences, des Techniques et des Technologies de Bamako (USTTB)
Subjects: lcsh:GE1-350, Tree canopy, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, lcsh:QE1-996.5, 0207 environmental engineering, Sampling (statistics), 02 engineering and technology, Understory, Vegetation, 15. Life on land, 01 natural sciences, lcsh:Geology, Photosynthetically active radiation, General Earth and Planetary Sciences, Environmental science, Physical geography, Leaf area index, Rangeland, 020701 environmental engineering, Transect, lcsh:Environmental sciences, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: The leaf area index of Sahelian rangelands and related variables such as the vegetation cover fraction, the fraction of absorbed photosynthetically active radiation and the clumping index were measured between 2005 and 2017 in the Gourma region of northern Mali. These variables, known as climate essential variables, were derived from the acquisition and the processing of hemispherical photographs taken along 1 km linear sampling transects for five contrasted canopies and one millet field. The same sampling protocol was applied in a seasonally inundated Acacia open forest, along a 0.5 km transect, by taking photographs of the understorey and the tree canopy. These observations collected over more than a decade, in a remote and not very accessible region, provide a relevant and unique data set that can be used for a better understanding of the Sahelian vegetation response to the current rainfall changes. The collected data can also be used for satellite product evaluation and land surface model development and validation. This paper aims to present the field work that was carried out during 13 successive rainy seasons, the measured vegetation variables, and the associated open database. Finally, a few examples of data use are shown. DOI of the referenced data set: https://doi.org/10.17178/AMMA-CATCH.CE.Veg_Gh.
Published: 2019
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7. Wind erosion and dust emission in the Sahel: a regional modelling approach to evaluate the impact of climate and land-use

Author: Abdourhamane Touré, Beatrice Marticorena, Siour, G., Caroline Pierre, Christel Bouet, Gilles Bergametti, Abdourhamanetouré, A., Chrisitian Baron, Dominique Bouniol, Couvreux, F., Françoise Guichard, Manuela Grippa, Pierre Hiernaux, Laurent Kergoat, Yann Largeron, Thierry Lebel, Eric Mougin, Guillaume Quantin, J-L, Rajot, Joana Roussillon, Amadou Tidjani, Vischel, T., Christian Valentin, Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA (UMR_7583)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale (UMR TETIS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Mécanismes et Transfert en Géologie (LMTG), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES (UMR_7618 / UMR_D_242 / UMR_A_1392 / UM_113) ), bergametti, gilles, and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)
Subjects: [SDE] Environmental Sciences, [SDU] Sciences of the Universe [physics], [SDE.MCG] Environmental Sciences/Global Changes, Vegetation, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Sahel, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Wind erosion, Land use, [SDE]Environmental Sciences, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, [SDU.ENVI] Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Dust emission
Abstract: International audience; The semi-arid Sahelian region is particularly prone to wind erosion due to low and variable annual precipitation producing low vegetation cover with a high interannual variability. Surfaces traditionally devoted to livestock grazing are used as croplands, increasing the proportion of bare surface unprotected from wind erosion. Wind erosion could significantly evolve in the future with climate change and the changes in land use and agropastoral management practices expected from the persistent demographic growth. To estimate the wind erosion and dust emission in the Sahel, we have developed a regional modelling approach in the framework of the CAVIARS ANR project (Climate, Agriculture and Vegetation: Impacts on Aeolian eRosion in the Sahel). The approach is based on existing models that were adapted and coupled to represent the main processes involved in the wind erosion and their dependence to climate parameters and agropastoral practices. Natural vegetation (herbaceous) and cropped vegetation (millet) are respectively modelled with the STEP vegetation model and the SARRA-H agronomic model,both models improved to reproduce the dynamics of dry vegetation. The wind erosion model has been tested and adapted to represent the erosion fluxes over typical Sahelian vegetated surfaces. A specific parameterization have been developed to represent the very strong surface winds associated to the convective activity. Grazing pressure maps were established based on national data and/or agro-pastoral census. The spatial and temporal distribution of the simulated dust emissions computed for the period 2000-2014 will be presented. The parameterization of the wind speed distribution associated with the convective activity allows to better capture the seasonal pattern of local wind erosion. The relative weight of climatic parameters and agropastoral management will be estimated by reference to a simulation with no vegetation and no land use.
Published: 2018

8. Inversion of Surface Soil Moisture from Radar Altimetry Backscattering in Semi-Arid Environments

Author: Fabien Blarel, Nina Raoult, Manuela Grippa, Eric Mougin, Catherine Ottlé, Frédéric Frappart, Guillaume Ramillien, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Modélisation des Surfaces et Interfaces Continentales (MOSAIC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Backscatter, 0208 environmental biotechnology, Inverse transform sampling, Inversion (meteorology), 02 engineering and technology, backscattering, 01 natural sciences, Arid, 020801 environmental engineering, law.invention, radar altimetry, law, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Altimeter, Soil moisture, Radar, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Water content, Geology, Radar altimetry, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing
Abstract: International audience; Surface Soil Moisture (SSM) is a key parameter of water and energy balances in semi-arid areas. SSM is linearly related to the radar backscattering coefficients (σ0) over sand. Linear relationships are commonly used for inverting SSM in semi-arid areas from SAR and scatterometer data. Recent studies demonstrated that SSM can also be inversed from radar altimetry backscattering. An inversion method combining radar altimetry σ0 and land surface model (LSM) outputs is proposed here.
Published: 2018
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9. Control of 'blue carbon' storage by mangrove ageing: Evidence from a 66-year chronosequence in French Guiana

Author: Raghab Ray, Laure Gandois, Christophe Laplanche, Christophe Proisy, François Fromard, Eric Mougin, Romain Walcker, Dov Jean-François Corenblit, Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (LEFE), Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Institut Français de Pondichéry (IFP), Ministère de l'Europe et des Affaires étrangères (MEAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Laboratoire de Géographie Physique et Environnementale (GEOLAB), Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut Sciences de l'Homme et de la Société (IR SHS UNILIM), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-10-LABX-0025,CEBA,CEnter of the study of Biodiversity in Amazonia(2010), ANR-10-LABX-0019,LabexMER,LabexMER Marine Excellence Research: a changing ocean(2010), ANR-12-JSV7-0012,BIOMANGO,BIOdiversité et fonctionnement des écosystèmes dans les MANgroves de Guyane française : perspectives pour une gestion de l'écOsystème dans son contexte amazonien(2012), Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (ECOLAB), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Université Clermont Auvergne (UCA)-Institut Sciences de l'Homme et de la Société (IR SHS UNILIM), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0106 biological sciences, Carbon Sequestration, Time Factors, 010504 meteorology & atmospheric sciences, forest ageing, Chronosequence, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Forests, Carbon sequestration, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, soil, Blue carbon, coastal changes, Environmental Chemistry, Ecosystem, 14. Life underwater, 0105 earth and related environmental sciences, General Environmental Science, Global and Planetary Change, Mean annual increment, mangrove, Ecology, biomass, carbon, ACL, Carbon sink, Forestry, Soil carbon, [SHS.GEO]Humanities and Social Sciences/Geography, 15. Life on land, French Guiana, chronosequence, 13. Climate action, Wetlands, Rhizophoraceae, Environmental science, Avicennia, Mangrove, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Environmental Monitoring
Abstract: International audience; The role of mangroves in the blue carbon stock is critical and requires special focus. Mangroves are carbon-rich forests that are not in steady-state equilibrium at the decadal time scale. Over the last decades, the structure and zonation of mangroves have been largely disturbed by coastal changes and land use conversions. The amount of time since the last disturbance is a key parameter determining forest structure, but it has so far been overlooked in mangrove carbon stock projections. In particular, the carbon sequestration rates among mangrove successional ages after (re)establishment are poorly quantified and not used in large-scale estimations of the blue carbon stock. Here, it is hypothesized that ecosystem age structure significantly modulates mangrove carbon stocks. We analysed a 66-year chronosequence of the aboveground and belowground biomass and soil carbon stock of mangroves in French Guiana, and we found that in the year after forest establishment on newly formed mud banks, the aboveground, belowground and soil carbon stocks averaged 23.56 +/- 7.71, 13.04 +/- 3.37 and 84.26 +/- 64.14 (to a depth of 1 m) Mg C/ha, respectively. The mean annual increment (MAI) in the aboveground and belowground reservoirs was 23.56 x Age(-0.52) and 13.20 x Age(-0.64) Mg C ha(-1) year(-1), respectively, and the MAI in the soil carbon reservoir was 3.00 +/- 1.80 Mg C ha(-1) year(-1). Our results show that the plant carbon sink capacity declines with ecosystem age, while the soil carbon sequestration rate remains constant over many years. We suggest that global projections of the above-and belowground reservoirs of the carbon stock need to account for mangrove age structures, which result from historical changes in coastal morphology. Our work anticipates joint international efforts to globally quantify the multidecadal mangrove carbon balance based on the combined use of age-based parametric equations and time series of mangrove age maps at regional scales.
Published: 2018
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10. Evolution of the Performances of Radar Altimetry Missions from ERS-2 to Sentinel-3A over the Inner Niger Delta

Author: Abdramane Ba, Vincent Marieu, Fabien Blarel, Eric Mougin, Frédéric Frappart, Bertrand Lubac, Adama Telly Diepkilé, Cassandra Normandin, Nadine Braquet, Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), UMR 5805 Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (EPOC), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Correlation coefficient, Science, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, 0211 other engineering and technologies, Drainage basin, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, law.invention, Hydrology (agriculture), law, altimetry, water levels, Altimeter, Radar, Radar altimetry, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, Niger delta, validation, [PHYS]Physics [physics], geography, Inner Niger Delta, geography.geographical_feature_category, General Earth and Planetary Sciences, Environmental science, Satellite
Abstract: International audience; Radar altimetry provides unique information on water stages of inland hydro-systems. In this study, the performance of seven altimetry missions, among the most commonly used in land hydrology (i.e., European Remote-Sensing Satellite-2 (ERS-2), ENVIronment SATellite (ENVISAT), Satellite with Argos and ALtika (SARAL), Jason-1, Jason-2, Jason-3 and Sentinel-3A), are assessed using records from a dense in situ network composed of 19 gauge stations in the Inner Niger Delta (IND) from 1995 to 2017. Results show an overall very good agreement between altimetry-based and in situ water levels with correlation coefficient (R) greater than 0.8 in 80% of the cases and Root Mean Square Error (RMSE) lower than 0.4 m in 48% of cases. Better agreement is found for the recently launched missions such as SARAL, Jason-3 and Sentinel-3A than for former missions, indicating the advance of the use of the Ka-band for SARAL and of the Synthetic-aperture Radar (SAR) mode for Sentinel-3A. Cross-correlation analysis performed between water levels from the same altimetry mission leads to time-lags between the upstream and the downstream part of the Inner Niger Delta of around two months that can be related to the time residence of water in the drainage area.
Published: 2018
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11. Impact of Surface Soil Moisture Variations on Radar Altimetry Echoes at Ku and Ka Bands in Semi-Arid Areas

Author: Denis Blumstein, Pierre Borderies, Christophe Fatras, Eric Mougin, Fernando Niño, Frédéric Frappart, ONERA / DEMR, Université de Toulouse [Toulouse], ONERA-PRES Université de Toulouse, Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Surface (mathematics), dielectric permittivity, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Science, radar altimetry, waveform, soil moisture, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, Surface finish, DIELECTRIC PERMITTIVITY, 01 natural sciences, law.invention, [SPI]Engineering Sciences [physics], law, RADAR ALTIMETRY, Surface roughness, Radar, WAVEFORM, Water content, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, [PHYS]Physics [physics], geography, geography.geographical_feature_category, Sea-surface height, 15. Life on land, Arid, 13. Climate action, SOIL MOISTURE, General Earth and Planetary Sciences, Ice sheet, Geology
Abstract: International audience; Radar altimetry provides information on the topography of the Earth surface. It is commonly used for the monitoring not only sea surface height but also ice sheets topography and inland water levels. The radar altimetry backscattering coefficient, which depends on surface roughness and water content, can be related to surface properties such as surface soil moisture content. In this study, the influence of surface soil moisture on the radar altimetry echo and backscattering coefficient is analyzed over semi-arid areas. A semi-empirical model of the soil's complex dielectric permittivity that takes into account that small-scale roughness and large-scale topography was developed to simulate the radar echoes. It was validated using waveforms acquired at Ku and Ka-bands by ENVISAT RA-2 and SARAL AltiKa respectively over several sites in Mali. Correlation coefficients ranging from 0.66 to 0.94 at Ku-band and from 0.27 to 0.96 at Ka-band were found. The increase in surface soil moisture from 0.02 to 0.4 (i.e., the typical range of variations in semi-arid areas) increase the backscattering from 10 to 15 dB between the core of the dry and the maximum of the rainy seasons.
Published: 2018
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12. Effets de la pâture sur la dynamique de la végétation herbacée au Sahel (Gourma, Mali) : une approche par modélisation

Author: Hawa Salif Diakité, Manuela Grippa, Mamadou Oumar Diawara, Eric Mougin, Pierre Hiernaux, Claire Delon, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'aérologie (LAERO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: 2. Zero hunger, 010601 ecology, 0106 biological sciences, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Animal Science and Zoology, Management, Monitoring, Policy and Law, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, 01 natural sciences, Agronomy and Crop Science, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: Au Sahel, la végétation se compose d’une strate herbacée principalement composée de plantes annuelles et d’une strate ligneuse peu dense dominée par des épineux. Dans cette région, l’essentiel de la production fourragère a lieu entre juillet et septembre. Le disponible fourrager constitué au cours de cette courte période décroît durant les neuf mois de la saison sèche sous l’effet de plusieurs facteurs, dont la pâture des ruminants domestiques. Les effets de la pâture sur la dynamique saisonnière de la phytomasse herbacée ont fait l’objet de peu d’études au Sahel. La dynamique de saison sèche de la phytomasse herbacée sous l’effet de la pâture est simulée à l’aide du module « Patsec » du modèle STEP. Une étude de sensibilité du module Patsec à la composition spécifique, l’intensité et la saisonnalité de la charge compare les sorties du module aux observations faites en 2010–2011 sur trois sites pastoraux proches de Hombori à l’Est du Sahel malien. Les résultats montrent que le prélèvement fourrager par le bétail ne contribue que de façon secondaire à la « dégradation » saisonnière de la phytomasse herbacée. Par contre, les effets de la pâture sur le transfert des pailles dressées à la litière et l’enfouissement dans le sol de cette dernière sont nets. L’étude montre également qu’à charge égale exprimée en poids vif, la pâture par les bovins contribue moins au transfert paille-litière et à l’enfouissement de la litière que la pâture de petits ruminants, malgré l’importance du fourrage ligneux dans la ration des chèvres. Le modèle testé reproduit de façon satisfaisante la dynamique saisonnière de la phytomasse herbacée et peut servir d’outil de prévention des crises pastorales liées aux pénuries de fourrage en région sahélienne à travers un suivi de la charge animale et du disponible fourrager de saison sèche.
Published: 2018
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13. Viabilité de l'élevage pastoral au Sahel : étude de quelques paramètres démographiques des élevages de Hombori (Mali)

Author: Fabrice Gangneron, Eric Mougin, Pierre Hiernaux, Mamadou Oumar Diawara, Nogmana Soumaguel, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Centre d'études spatiales de la biosphère ( CESBIO ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National d'Etudes Spatiales ( CNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Géosciences Environnement Toulouse ( GET ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0403 veterinary science, [ SDV.SA.AGRO ] Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, 040301 veterinary sciences, 0402 animal and dairy science, [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, Animal Science and Zoology, 04 agricultural and veterinary sciences, Management, Monitoring, Policy and Law, 040201 dairy & animal science, Agronomy and Crop Science, [SDE.ES]Environmental Sciences/Environmental and Society, [ SDE.ES ] Environmental Sciences/Environmental and Society, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: L'elevage pastoral represente la principale activite economique de nombreux menages au nord du Sahel. Malgre la qualite des pâturages au cours de la saison des pluies, cet elevage est soumis a de nombreuses contraintes liees a l'irregularite de la disponibilite fourragere, aux difficultes d'acces aux complements alimentaires et aux soins veterinaires qui rendent precaires les productions animales. Or la demande en produits d'origine animale est en forte augmentation du fait de la croissance demographique soutenue et de la rapide urbanisation au Sahel et dans les pays cotiers. Cette etude a pour objectif de documenter les parametres demographiques des troupeaux et la production fourragere des parcours utilises par l'elevage pastoral de la commune de Hombori situee au nord-est du Sahel malien. La demarche adoptee est basee sur des enquetes retrospectives sur la composition specifique des troupeaux et les evenements demographiques qui l'affectent. Ces enquetes ont ete conduites du 15 juillet au 15 septembre 2011 aupres de 120 menages residants dans la commune. Les resultats mettent en evidence une faible productivite des troupeaux de conduite pastorale en rapport avec le niveau des parametres de reproduction, notamment l'âge tardif a la premiere mise bas, qui s'explique par des pratiques pastorales tres extensives. Ils montrent egalement que les taux d'exploitation sont eleves, en particulier pour les ovins, alors meme que les performances reproductrices sont faibles et les taux de mortalite eleves. Pour ameliorer la productivite des troupeaux, assurer la perennite de ces systemes d'elevage et la transmission intergenerationnelle du cheptel, la qualite et surtout la regularite saisonniere de l'alimentation du betail doivent etre ameliorees a travers une plus grande mobilite pastorale mais aussi une supplementation saisonniere ciblee.
Published: 2017
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14. Soil and vegetation-atmosphere exchange of NO, NH3, and N2O from field measurements in a semi arid grazed ecosystem in Senegal

Author: Eric Gardrat, Bienvenu Sambou, C. Diop, Benjamin Loubet, Eric Mougin, I. Saneh, Torbern Tagesson, V. Le Dantec, Dominique Serça, Rasmus Fensholt, Corinne Galy-Lacaux, Claire Delon, N. Camara, Laboratoire d'aérologie (LA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes (ECOSYS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, Institut des Sciences de l'Environnement, Université du Québec à Chicoutimi (UQAC), Centre de Recherche Zootechnique, Institut Sénégalais de Recherches Agricoles [Dakar] (ISRA), Department of Geosciences and Natural Resource Management [Copenhagen] (IGN), Faculty of Science [Copenhagen], University of Copenhagen = Københavns Universitet (KU)-University of Copenhagen = Københavns Universitet (KU), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Laboratoire d'aérologie (LAERO), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Wet season, Atmospheric Science, Biogeochemical cycle, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Soil processes of nitrogen release, [SDV]Life Sciences [q-bio], 01 natural sciences, Soil respiration, Litter emissions, Biogenic emissions, Water content, Nitrogen cycle, 0105 earth and related environmental sciences, General Environmental Science, 2. Zero hunger, Hydrology, Semi arid tropical ecosystem, 04 agricultural and veterinary sciences, 15. Life on land, Nitrogen compound exchanges, Arid, 6. Clean water, Physical Geography, 13. Climate action, Soil water, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Environmental science, Nitrification
Abstract: The alternating between dry and wet seasons and the consecutive microbial responses to soil water content in semiarid ecosystems has significant consequences on nitrogen exchanges with the atmosphere. Three field campaigns were carried out in a semi arid sahelian rangeland in Dahra (Ferlo, Senegal), two at the beginning of the wet season in July 2012 and July 2013, and the third one in November 2013 at the end of the wet season. The ammonia emission potentials of the soil ranged from 271 to 6628, indicating the soil capacity to emit NH3. The ammonia compensation point in the soil ranged between 7 and 150 ppb, with soil temperatures between 32 and 37 °C. Ammonia exchange fluctuated between emission and deposition (from −0.1–1.3 ng N.m−2 s−1), depending on meteorology, ambient NH3 concentration (5–11 ppb) and compensation point mixing ratios. N2O fluxes are supposed to be lower than NO fluxes in semi arid ecosystems, but in Dahra N2O fluxes (5.5 ± 1.3 ng N m−2 s−1 in July 2013, and 3.2 ± 1.7 ng N m−2 s−1 in November 2013) were similar to NO fluxes (5.7 ± 3.1 ng N m−2 s−1 in July 2012, 5.1 ± 2.1 ng N m−2 s−1 in July 2013, and 4.0 ± 2.2 ngN m−2 s−1 in November 2013). Possible reasons are the influence of soil moisture below the surface (where N2O is produced) after the beginning of the wet season, the potential aerobic denitrification in microsites, the nitrifier denitrification, and nitrification processes. The presence of litter and standing straw, and their decomposition dominated N compounds emissions in November 2013, whereas emissions in July 2012 and 2013, when the herbaceous strata was sparse, were dominated by microbial processes in the soil. CO2 respiration fluxes were high in the beginning (107 ± 26 mg m−2 h−1 in July 2013) and low in the end of the wet season (32 ± 5 mg m−2 h−1 in November 2013), when autotrophic and heterotrophic activity is reduced due to low soil moisture conditions These results confirm that contrasted ecosystem conditions due to drastic changes in water availability in semi arid regions have important non linear impacts on the biogeochemical nitrogen cycle.
Published: 2017
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15. Modelling the effect of soil moisture and organic matter degradation on biogenic NO emissions from soils in Sahel rangeland (Mali)

Author: Corinne Galy-Lacaux, Claire Delon, Manuela Grippa, Dominique Serça, Eric Mougin, Pierre Hiernaux, Laurent Kergoat, Mamadou Oumar Diawara, Laboratoire d'aérologie (LAERO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Biogeochemical cycle, 010504 meteorology & atmospheric sciences, lcsh:Life, Soil science, 01 natural sciences, lcsh:QH540-549.5, medicine, Organic matter, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Water content, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Transpiration, chemistry.chemical_classification, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, lcsh:QE1-996.5, 04 agricultural and veterinary sciences, Vegetation, 15. Life on land, Seasonality, medicine.disease, Arid, 6. Clean water, lcsh:Geology, lcsh:QH501-531, chemistry, 13. Climate action, Soil water, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Environmental science, lcsh:Ecology
Abstract: This work is an attempt to provide seasonal variation of biogenic NO emission fluxes in a Sahelian rangeland in Mali (Agoufou, 15.34° N, 1.48° W) for years 2004, 2005, 2006, 2007 and 2008. Indeed, NO is one of the most important precursors for tropospheric ozone, and previous studies have shown that arid areas potentially display significant NO emissions (due to both biotic and abiotic processes). Previous campaigns in the Sahel suggest that the contribution of this region in emitting NO is no longer considered as negligible. However, very few data are available in this region, therefore this study focuses on model development. The link between NO production in the soil and NO release to the atmosphere is investigated in this modelling study, by taking into account vegetation litter production and degradation, microbial processes in the soil, emission fluxes, and environmental variables influencing these processes, using a coupled vegetation–litter decomposition–emission model. This model includes the Sahelian Transpiration Evaporation and Productivity (STEP) model for the simulation of herbaceous, tree leaf and faecal masses, the GENDEC model (GENeral DEComposition) for the simulation of the buried litter decomposition and microbial dynamics, and the NO emission model (NOFlux) for the simulation of the NO release to the atmosphere. Physical parameters (soil moisture and temperature, wind speed, sand percentage) which affect substrate diffusion and oxygen supply in the soil and influence the microbial activity, and biogeochemical parameters (pH and fertilization rate related to N content) are necessary to simulate the NO flux. The reliability of the simulated parameters is checked, in order to assess the robustness of the simulated NO flux. Simulated yearly average of NO flux ranges from 2.09 to 3.04 ng(N) m−2 s−1 (0.66 to 0.96 kg(N) ha−1 yr−1), and wet season average ranges from 3.36 to 5.48 ng(N) m−2 s−1 (1.06 to 1.73 kg(N) ha−1 yr−1). These results are of the same order as previous measurements made in several sites where the vegetation and the soil are comparable to the ones in Agoufou. This coupled vegetation–litter decomposition–emission model could be generalized at the scale of the Sahel region, and provide information where few data are available.
Published: 2015
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16. Radar altimetry backscattering signatures at Ka, Ku, C, and S bands over West Africa

Author: Vincent Marieu, Adama Telly Diepkilé, Pierre Borderies, Christophe Fatras, Frédéric Frappart, Eric Mougin, Fabien Blarel, Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ONERA - The French Aerospace Lab [Toulouse], ONERA, Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université des sciences, des techniques et des technologies de Bamako (USTTB), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), and Université des Sciences, des Techniques et des Technologies de Bamako (USTTB)
Subjects: Canopy, WEST AFRICA, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, BACKSCATTERING, Land cover, 15. Life on land, Evergreen, law.invention, Geophysics, Geochemistry and Petrology, law, RADAR ALTIMETRY, Nadir, Altimeter, Radar, Water content, Geology, Radar altimetry, Remote sensing, SURFACE PROPERTIES
Abstract: International audience; This study presents a comprehensive comparison of radar altimetry signatures at Ka-, Ku-, C-, and S-bands using SARAL, ENVISAT and Jason-2 data over the major bioclimatic zones, soil and vegetation types encountered in West-Africa, with an emphasis on the new information at Ka-band provided by the recently launched SARAL–Altika mission. Spatio-temporal variations of the radar altimetry responses were related to changes in surface roughness, land cover and soil wetness. Analysis of time series of backscattering coefficients along the West African bioclimatic gradient shows that radar echoes at nadir incidence are well correlated to soil moisture in semi-arid savannah environments. Radar altimeters are able to detect the presence of water even under a dense canopy cover at all frequencies. But only measurements at Ka-band are able to penetrate underneath the canopy of non-inundated tropical evergreen forests.
Published: 2015
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17. Dry and Wet Atmospheric Nitrogen Deposition in West Central Africa

Author: Babakar Diop, Eric Mougin, Marcellin Adon, Laouali Dungall, Pierre Castera, Jacobus J. Pienaar, Aristide Akpo, Véronique Yoboué, Corinne Galy-Lacaux, Eric Gardrat, Claire Delon, Luc Sigha, Jonas Mphepya, Fabien Solmon, Laboratoire d'aérologie (LAERO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire de Physique de l'Atmosphère, Université de Cocody Abidjan, North-West University [Potchefstroom] (NWU), Université de Bamako, Université de Yaoundé I, Université Abdou Moumouni [Niamey], University of Abomey Calavi (UAC), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université d’Abomey-Calavi = University of Abomey Calavi (UAC), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Subjects: Nitrogen deposition, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Nitrogen, chemistry.chemical_element, African ecosystems, 010501 environmental sciences, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, Ecosystem, Precipitation, Chemical composition, 0105 earth and related environmental sciences, 2. Zero hunger, [PHYS.PHYS.PHYS-AO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atmospheric and Oceanic Physics [physics.ao-ph], Central africa, 15. Life on land, Atmospheric deposition budget, 6. Clean water, Wet and dry deposition, Deposition (aerosol physics), chemistry, 13. Climate action, Long term monitoring, Environmental chemistry, Environmental science
Abstract: This work is part of the IDAF (IGAC/DEBITS/AFrica) programme which started in 1995 with the establishment of 10 measurement sites representative of major African ecosystems. The objectives of the programme are to study wet and dry deposition fluxes, to identify the relative contribution of natural and anthropogenic sources and factors regulating these fluxes. This study presents an estimation of the atmospheric nitrogen (N) deposition budget in Africa based on a long term monitoring measurements database including gaseous, precipitation and aerosols chemical composition. Annual nitrogen fluxes including wet and dry processes are estimated to be around 6 kg N ha−1 year−1, 6.5 kg N ha−1 year−1 and 13 kg N ha−1 year−1 respectively over dry savanna, humid savanna and over the forest.
Published: 2013
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18. Analysis of L and C-bands SAR images time series over a Sahelian area

Author: Jean-Paul Rudant, P. Hiernaux, Pierre-Louis Frison, Cédric Lardeux, G. Faye, Eric Mougin, Gregoire Mercier, Electronique, Systèmes de communication et Microsystèmes (ESYCOM), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris, Lab-STICC_TB_CID_TOMS, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Image et Traitement Information (ITI), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris, Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Synthetic aperture radar, C band, Random projection, 0211 other engineering and technologies, 0207 environmental engineering, Time series analysis, 02 engineering and technology, Mali, law.invention, law, Radar imaging, Sahel, Electrical and Electronic Engineering, Time series, Radar, 020701 environmental engineering, skin and connective tissue diseases, 021101 geological & geomatics engineering, Remote sensing, Synthetic Aperture Radar (SAR), Semi arid regions, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, ENVISAT/ASAR, fungi, Vegetation, Geotechnical Engineering and Engineering Geology, ALOS/PALSAR, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, Geology, Change detection
Abstract: International audience; This paper presents an analysis of two Synthetic Aperture Radar (SAR) images time-series over a Sahelian area, located in the Gourma region, Mali. The first one is acquired at C band by the ENVISAT - Advanced SAR (ASAR) sensor in Wide-Swath (WS) mode, and the second one at L band by the ALOS - Phased Array type L-band SAR (PALSAR) in Fine, Dual, and WS modes. A change detection method based on random projection and the Hue-Saturation-Value (HSV) transform appears to be very well appropriated to detect the temporal changes appearing on both data sets. The results illustrate the higher penetration depth of L band over such sandy soils. The C band time series is found to be very sensitive to surface changes (soil moisture and vegetation growth). By contrast, the L band time series appear to be very stable over the sandy soils, the only temporal changes occurring over temporary or permanent ponds.
Published: 2013
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19. HONO Emissions from Soil Bacteria as a Major Source of Atmospheric Reactive Nitrogen

Author: Eric Mougin, Alexander Moravek, Thomas Behrendt, Dianming Wu, Benjamin Loubet, Claudia Breuninger, F. X. Meixner, Yafang Cheng, Andreas Pommerening-Röser, Meinrat O. Andreae, Ulrich Pöschl, Claire Delon, M. Ermel, Hang Su, Ivonne Trebs, R. Oswald, Thorsten Hoffmann, Matthias Sörgel, Biogeochemistry Department [Mainz], Max Planck Institute for Chemistry (MPIC), Max-Planck-Gesellschaft-Max-Planck-Gesellschaft, Institute for Inorganic and Analytical Chemistry, Johannes Gutenberg - Universität Mainz = Johannes Gutenberg University (JGU), Institute for Geography [Mainz], Key Laboratory of Agricultural Water Research, Chinese Academy of Sciences [Changchun Branch] (CAS), Multiphase Chemistry Department [Mainz], Micrometeorology Group [Bayreuth], Universität Bayreuth, Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'aérologie (LAERO), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Environnement et Grandes Cultures (EGC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, Department of Microbiology and Biotechnology, University of Hamburg, Max Planck Society, Max Planck Graduate Center, Johannes Gutenberg University Mainz (MPGC), European Commission within the framework of PEGASOS [265148], Johannes Gutenberg - University of Mainz (JGU), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'aérologie (LA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, AgroParisTech-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Johannes Gutenberg - Universität Mainz (JGU), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Subjects: Biogeochemical cycle, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Reactive nitrogen, Nitrogen, Nitrosomonas europaea, Nitrous Acid, 010501 environmental sciences, NO EMISSIONS, NITRIFICATION, 01 natural sciences, complex mixtures, WATER CONTENT, chemistry.chemical_compound, Ammonia, DEPENDENCE, Nitrogen Fixation, EMPIRICAL-MODEL, Nitrite, Nitrogen cycle, TEMPERATURE, Soil Microbiology, 0105 earth and related environmental sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-AO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atmospheric and Oceanic Physics [physics.ao-ph], Nitrous acid, Multidisciplinary, NITRIC-OXIDE, Atmosphere, Chemistry, DENITRIFICATION, RAIN-FOREST, Reactive Nitrogen Species, SOUTH-AFRICA, 13. Climate action, Environmental chemistry, Soil water, Nitrogen fixation, Oxidation-Reduction, Soil microbiology
Abstract: From Soil to Sky Trace gases emitted either through the activity of microbial communities or from abiotic reactions in the soil influence atmospheric chemistry. In laboratory column experiments using several soil types, Oswald et al. (p. 1233 ) showed that soils from arid regions and farmlands can produce substantial quantities of nitric oxide (NO) and nitrous acid (HONO). Ammonia-oxidizing bacteria are the primary source of HONO at comparable levels to NO, thus serving as an important source of reactive nitrogen to the atmosphere.
Published: 2013
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20. Predictability of vegetation cycles over the semi-arid region of Gourma (Mali) from forecasts of AVHRR-NDVI signals

Author: Pierre Mazzega, Sylvain Mangiarotti, Pierre Hiernaux, Eric Mougin, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, Horizon of predictability, 0211 other engineering and technologies, Soil Science, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Normalized Difference Vegetation Index, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, Vegetation cycle, Range (statistics), Semi-arid region, Computers in Earth Sciences, Predictability, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Horizon, Spatial scale, Geology, NDVI satellite data, Nonlinear prediction, Vegetation, Noise, Climatology, Spatial ecology, Trajectory, Environmental science
Abstract: The NOAA-AVHRR Normalised Difference Vegetation Index (NDVI) dataset is used to investigate the predictability of the vegetation cycle in an area centred on the Gourma region in Sahelian Mali at scales varying from 8 km(2) to 1024 km(2) over a period spanning from 1982 to 2004. The predictability of the vegetation cycle is analysed with a model based on a reconstruction approach that fully relies on the dataset. Two parameters deduced from the growth of the forecast error are considered: the horizon of effective predictability, H-E, which is the horizon at which a satisfying prediction can be effectively forecasted at a given level of error, and the level of noise. Predictability is therefore analysed with regard to the horizon of prediction and the spatial scale; the influence of the model's dimensions is also discussed. The analysis clearly indicates that the signal predictability increases, and the level of noise decreases with an expanding area. However, even though the signal is more regular, its complexity increases within the narrowing entangled trajectory, setting the level of error of any prediction at a minimum of 15%, which matches the level of noise characteristic of the AVHRR-NDVI data series. The forecasting error quickly increases with the horizon of prediction, setting the optimum horizon of predictability in the range of 2 to 4 decades, with high intra-annual variability. At the short horizon of 1 decade, a resolution of 16 km(2) is reasonable to achieve an accuracy of approximately 20%. At the longer horizon of 3 decades, only low resolutions (256 km(2) or lower) give an accuracy equal to or better than 35%.
Published: 2012
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21. Contrasted land-surface processes along the West African rainfall gradient

Author: Thierry Lebel, Josiane Seghieri, B. Kamagate, Christophe Peugeot, Valérie Demarez, V. Trichon, Franck Timouk, M. Le Lay, Françoise Guichard, Sylvain Massuel, Guillaume Favreau, Adrien Guyot, Eric Mougin, Marc Descloitres, Bernard Cappelaere, Jean-Martial Cohard, Nicolas Boulain, Jérôme Demarty, Manuela Grippa, Sylvie Galle, V. Le Dantec, Luc Descroix, Luc Séguis, David Ramier, Pierre Hiernaux, Laurent Kergoat, Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Plant Functional Biology and Climate Change Cluster (C3), University of Technology Sydney (UTS), HYBIS, Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire des Mécanismes et Transfert en Géologie (LMTG), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'études techniques de l'équipement Ile-de-France (CETE Ile-de-France), Avant création Cerema, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sciences et Gestion de l'Environnement, UAA, HMCI, DTG - Electricité de France, EDF (EDF), Essex Business School, University of Essex, Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (ECOLAB), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, AMMA (African Monsoon Multidisciplinary Analyses), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 0207 environmental engineering, Flux, runoff, 02 engineering and technology, Sensible heat, water resources, 01 natural sciences, Streamflow, Sahel, groundwater, Meteorology & Atmospheric Sciences, [SDU.STU.GM]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geomorphology, 020701 environmental engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Hydrology, 15. Life on land, 6. Clean water, energy fluxes, Water resources, 13. Climate action, Soil water, Sudanian climate, Period (geology), Environmental science, Surface runoff, Groundwater
Abstract: We review the main results of land-surface studies obtained in the three sites of the long-term observing system AMMA-CATCH. Runoff in the Sahel enhances the variability of energy partitioning between non-infiltrative areas where sensible heat is dominant and infiltrative areas where soil water availability increases the latent flux. In terms of water resources, an increase in runoff over the past 50 years, already reported for the exoreic Sahel, was revealed in the endoreic Sahel. In the Sudanian domain, the subsurface origin of streamflow could explain its decrease over the same period. Copyright © 2011 Royal Meteorological Society.
Published: 2011
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22. Remote sensing of the land surface during the African Monsoon Multidisciplinary Analysis (AMMA)

Author: Isabella Zin, Thierry Pellarin, Alain Baille, Jean-Louis Roujean, Inge Sandholt, Laurence Eymard, Eric Mougin, Christopher M. Taylor, Manuela Grippa, Jan Polcher, Roselyne Lacaze, Laurent Kergoat, Mehrez Zribi, Catherine Ottlé, Patricia de Rosnay, Laboratoire des Mécanismes et Transfert en Géologie (LMTG), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Technical University of Cartagena (UPTC), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), HYBIS, Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IGUC, Centre for Ecology and Hydrology (CEH), Natural Environment Research Council (NERC), CHYC, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), AMMA (African Monsoon Multidisciplinary Analyses), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universidad Politécnica de Cartagena / Technical University of Cartagena (UPCT), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Modélisation des Surfaces et Interfaces Continentales (MOSAIC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département des Géosciences - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-École polytechnique (X)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, 0207 environmental engineering, 02 engineering and technology, Land cover, Monsoon, 01 natural sciences, remote sensing, Hydrology (agriculture), West Africa, [SDU.STU.GM]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geomorphology, Water cycle, 020701 environmental engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, land surface, Multidisciplinary analysis, Vegetation, 15. Life on land, 13. Climate action, Remote sensing (archaeology), Climatology, Environmental science, Satellite, AMMA
Abstract: International audience; This article summarises the scientific results gained from the satellite observation of the land surface during African Monsoon Multidisciplinary Analysis (AMMA). Validation of existing satellite products as well as developments of new algorithms are reported, spanning surface and total soil moisture, surface energy balance and radiation fluxes, vegetation properties and land cover (LC). The use of remote sensing data for investigating land-atmosphere interactions, for retrieving the components of continental water cycle and for evaluating Land Surface Models (LSM) is illustrated. The contribution of satellite data to the detection of decadal trends is also highlighted, revealing intriguing results and open questions.
Published: 2011
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23. Mapping surface soil moisture over the Gourma mesoscale site (Mali) by using ENVISAT ASAR data

Author: P. de Rosnay, Mehrez Zribi, Eric Mougin, J. Viarre, Pierre Hiernaux, Pierre-Louis Frison, Frédéric Baup, Frédéric Frappart, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), Géomatériaux et Géologie de l'Ingénieur (G2I), MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), AMMA, ESA Project ID 443, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Mines Paris - PSL (École nationale supérieure des mines de Paris), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, 0211 other engineering and technologies, Mesoscale meteorology, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, 02 engineering and technology, Spatial distribution, lcsh:Technology, 01 natural sciences, lcsh:TD1-1066, Radiative transfer, lcsh:Environmental technology. Sanitary engineering, Water content, Image resolution, lcsh:Environmental sciences, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, lcsh:GE1-350, lcsh:T, lcsh:Geography. Anthropology. Recreation, 15. Life on land, lcsh:G, Common spatial pattern, Environmental science, Satellite, Scale (map)
Abstract: The potentialities of ENVISAT ASAR (Advanced Synthetic Aperture Radar) multi-angle data for mapping surface soil moisture (SSM) in Sahelian rangelands are investigated at medium scale (30 000 km2). The Wide Swath data are selected to take advantage of their high temporal repetitivity (about 8 days at the considered scale) associated to a moderate spatial resolution (150 m). In the continuity of previous studies conducted at a local scale in the same region, SSM maps are here processed over the whole AMMA Gourma mesoscale site at 1 km resolution scale. Overall, the generated maps are found to be in good agreement with field data, EPSAT-SG (Estimation des Pluies par SATellite – Second Generation) rainfall estimates and ERS (European Remote Sensing) Wind Scatterometer (WSC) SSM products. The present study shows that the spatial pattern of SSM can be realistically estimated at a kilometric scale. The resulting SSM maps are expected to provide valuable information for initialisation of land surface models and the estimation of the spatial distribution of radiative fluxes. Particularly, SSM maps could help to desaggregate low-resolution products such as those derived from WSC data.
Published: 2011
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24. Pluriannual comparisons of satellite-based rainfall products over the Sahelian belt for seasonal vegetation modeling

Author: Eric Mougin, Béatrice Marticorena, Caroline Pierre, Thierry Lebel, Gilles Bergametti, Abdou Ali, Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES (UMR_7618 / UMR_D_242 / UMR_A_1392 / UM_113) ), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA (UMR_7583)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre Régional AGRHYMET (CRA), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), HMCI, Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Centre Régional de Formation et d'Application en Agrométéorologie, Hydrologie et Météorologie, AMMA (African Monsoon Multidisciplinary Analyses), European Project, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Wet season, Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, satellite, 0207 environmental engineering, Soil Science, 02 engineering and technology, Aquatic Science, precipitation, Oceanography, Monsoon, Spatial distribution, 01 natural sciences, Geochemistry and Petrology, vegetation, Sahel, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), Precipitation, [SDU.STU.GM]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geomorphology, 020701 environmental engineering, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Water Science and Technology, 2. Zero hunger, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Ecology, Rain gauge, Paleontology, Forestry, modeling, Vegetation, 15. Life on land, Arid, Geophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Climatology, Environmental science, Satellite
Abstract: International audience; [1] The Sahel corresponds to the transition from the dry arid desert to wet savannahs, where vegetation exhibits a well-marked seasonal cycle in response to the West African Monsoon. Precipitation data sets with high spatial and temporal resolutions are therefore relevant to investigate the dynamics of the Sahelian vegetation. Three satellite-based precipitation products (TRMM3B42, RFE2.0, and CMORPH) are compared and tested against kriged rain gauge measurements. The objective is to evaluate their capability to retrieve the main precipitation characteristics during the rainy season. Comparisons are performed over a 4 year period (2004-2007) at spatial resolutions of 0.25°× 0.25°or 0.5°× 0.5°by looking at sensitive criteria for vegetation: spatial distribution of the rainfall field, precipitation frequency, dry spell distribution, and precipitation amounts. Intercomparisons between satellite data sets are conducted over the Sahelian belt (10°N-20°N; 20°W-35°E) at a 1-10 day time scale, while comparisons with 10 day kriged rain gauge measurements are performed over a smaller area (10°N-17.5°N; 17.5°W-2.5°E). The precipitation spatial distributions are in good agreement between satellite products and with the kriged data. Considering the daily frequency, the satellite products show a high agreement between them (∼80%). The TRMM3B42 product exhibits the lowest number of rainy days, and RFE2.0 exhibits the highest. The CMORPH product overestimates rainfall amounts, while TRMM3B42 and RFE2.0 are both in good agreement with the kriged data. The impacts of these distinctive behaviors on simulated vegetation are investigated by comparisons with MODIS LAI, considering vegetation dynamics and amounts. The studied criteria of precipitation fields appear as a critical issue for Sahelian vegetation modeling. Citation: Pierre, C., G. Bergametti, B. Marticorena, E. Mougin, T. Lebel, and A. Ali (2011), Pluriannual comparisons of satellite-based rainfall products over the Sahelian belt for seasonal vegetation modeling
Published: 2011
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25. The AMMA field campaigns : accomplishments and lessons learned

Author: Sylvie Galle, Douglas J. Parker, Arona Diedhiou, Amadou Thierno Gaye, Bernard Cappelaere, Bernard Bourlès, Olivier Bock, Jean-Philippe Lafore, Béatrice Marticorena, Thierry Lebel, Eric Mougin, Luc Descroix, Cyrille Flamant, Chris D. Thorncroft, Jan Polcher, Christophe Peugeot, Hartmut Höller, Jean-Luc Redelsperger, TROPO - LATMOS, Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), DLR Institut für Physik der Atmosphäre (IPA), Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt [Oberpfaffenhofen-Wessling] (DLR), Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University at Albany [SUNY], State University of New York (SUNY), LAboratoire de Recherche en Géodésie (LAREG), Ecoles nationale des sciences géographiques (ENSG), Institut géographique national [IGN] (IGN)-Institut géographique national [IGN] (IGN), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA (UMR_7583)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique de l'Atmosphère et de l'Océan Siméon Fongang (LPAO-SF), Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD), HMCI, Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), School of Earth and Environment [Leeds] (SEE), University of Leeds, SPACE - LATMOS, Department of Earth and Atmospheric Sciences [Albany], State University of New York (SUNY)-State University of New York (SUNY), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Océan du Large et Variabilité Climatique (OLVAC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), HYBIS, Laboratoire des Mécanismes et Transfert en Géologie (LMTG), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), AMMA (African Monsoon Multidisciplinary Analyses), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecole nationale des sciences géographiques (ENSG), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Supérieure Polytechnique de Dakar (ESP), Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-École polytechnique (X)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)
Subjects: Long lasting, Atmospheric Science, History, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, Climate system, 0207 environmental engineering, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, 02 engineering and technology, Monsoon, 01 natural sciences, West africa, capacity build- ing, building, West Africa, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, 020701 environmental engineering, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, 0105 earth and related environmental sciences, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, business.industry, capacity, capacity building, Environmental resource management, long-term monitoring, field campaigns, Capacity building, Field (geography), Environmental studies, West african, 13. Climate action, [SDU]Sciences of the Universe [physics], [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, business, instrument deployment, Wolkenphysik und Verkehrsmeteorologie
Abstract: International audience; The AMMA (African Monsoon Multidiscplinary Analysis) field programme aimed at documenting the West African Monsoon (WAM) climate system, in all its geophysical components. It also includes an important socio-economic component. Encompassing a wide range of spatial and time scales, AMMA is one of the most ambitious such programmes ever set up. While the key accomplishments of AMMA are summarised in this paper, a few lessons of broad interest are also drawn both as a tribute to the extraordinary efforts made by a community of several hundreds of people and as possible guidelines for ensuring a long lasting future to integrated climate and environmental studies in West Africa.
Published: 2011
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26. Soil moisture active and passive microwave products: intercomparison and evaluation over a Sahelian site

Author: E. G. Njoku, Wolfgang Wagner, P. de Rosnay, S. Hasenauer, Eric Mougin, Mehrez Zribi, R.A.M. de Jeu, Thomas R. H. Holmes, Yann Kerr, F. Timouk, C. Gruhier, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), Institute of Photogrammetry and Remote Sensing, Faculty of Earth and Life Sciences, Jet Propulsion Laboratory (JPL), California Institute of Technology (CALTECH)-NASA, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), and Hydrology and Geo-environmental sciences
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Soil Moisture, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, 0207 environmental engineering, Soil science, 02 engineering and technology, Monsoon, Spatial distribution, Mali, 01 natural sciences, lcsh:Technology, lcsh:TD1-1066, Passive Microwaves, Sahel, Intercomparison, lcsh:Environmental technology. Sanitary engineering, 020701 environmental engineering, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Water content, lcsh:Environmental sciences, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, lcsh:GE1-350, Moisture, TMI, lcsh:T, lcsh:Geography. Anthropology. Recreation, AMSR-E, lcsh:G, Soil water, Spatial ecology, Environmental science, Satellite, AMMA, ERS, Microwave, SMOS
Abstract: This paper presents a comparison and an evaluation of five soil moisture products based on satellite-based passive and active microwave measurements. Products are evaluated for 2005–2006 against ground measurements obtained from the soil moisture network deployed in Mali (Sahel) in the framework of the African Monsoon Multidisciplinary Analysis project. It is shown that the accuracy of the soil moisture products is sensitive to the retrieval approach as well as to the sensor type (active or passive) and to the signal frequency (from 5.6 GHz to 18.8 GHz). The spatial patterns of surface soil moisture are compared between the different products at meso-scale (14.5° N–17.5° N and 2° W–1° W). A general good consistency between the different satellite soil moisture products is shown in terms of meso-scale spatial distribution, in particular after convective rainfall occurrences. Soil moisture values provided by the different products are compared to ground measurements time series. Although soil moisture products obtained from satellite generally over-estimate soil moisture values during the dry season, most of them capture soil moisture temporal variations in good agreement with ground station measurements.
Published: 2010
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27. ERS scatterometer surface soil moisture analysis of two sites in the south and north of the Sahel region of West Africa

Author: Frédéric Baup, Bertrand Decharme, Catherine Ottlé, M. Parde, Nicolas Boulain, Luc Descroix, Eric Mougin, Mehrez Zribi, Thierry Pellarin, P. de Rosnay, Centre d'étude des environnements terrestre et planétaires (CETP), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INRA Bioclimatologie, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modélisation des Surfaces et Interfaces Continentales (MOSAIC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), and École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Subjects: Environmental Engineering, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Soil test, 0207 environmental engineering, Time series analysis, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, 02 engineering and technology, Monsoon, 01 natural sciences, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, Precipitation, Western Africa, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, 020701 environmental engineering, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Water content, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Water Science and Technology, 2. Zero hunger, Hydrology, Radar, Moisture, 15. Life on land, Scatterometer, ERS scatterometer, 13. Climate action, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Climatology, Africa, Soil water, Environmental science, Soil moisture, Western, Surface water
Abstract: The analysis of feedback effects between continental surfaces and the atmosphere is a key element in the understanding of African monsoon dynamics. For this reason, the monitoring of surface parameters, in particular soil moisture, is essential. Satellite remote sensing appears to be the most suitable means of obtaining data relevant to such parameters. The present paper presents the results of statistical analysis of soil moisture products based on data recorded by the ERS scatterometer, over the period 1992-2006, from two sites in Niger and Mali in the Sahel climatic region. Soil moisture products were validated over these two sites using ground data measurements and ASAR/ENVISAT estimations. The soil moisture distribution during the monsoon period is described, and the temporal correlation between estimated soil moisture levels is computed. Finally, the dynamics of cells corresponding to precipitation events and high surface moisture values were evaluated in the studied regions, thereby revealing variations during the monsoon period as well as site specific trends. © 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.
Published: 2009
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28. Multi-scale soil moisture measurements at the Gourma meso-scale site in Mali

Author: C. Gruhier, Pierre Hiernaux, Laurent Kergoat, F. Timouk, Frédéric Baup, P. de Rosnay, Eric Mougin, V. LeDantec, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Soil Moisture, 0207 environmental engineering, Soil science, Context (language use), 02 engineering and technology, 01 natural sciences, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, Sahel, 020701 environmental engineering, Water content, 0105 earth and related environmental sciences, Water Science and Technology, 2. Zero hunger, Moisture, up-scaling, Vegetation, 15. Life on land, ground measurements, Loam, Soil water, Up-scaling, Environmental science, Spatial variability, AMMA, Soil moisture, Ground measurements, Scale (map)
Abstract: Summary This paper presents the ground soil moisture measurements performed over the so-called Gourma meso-scale site in Mali, Sahel, in the context of the African Monsoon Multidisciplinary Analysis (AMMA) project. The Gourma meso-scale soil moisture network is part of a complete land surface processes observing and modelling strategy and is associated to vegetation and meteorological field measurements as well as soil moisture remote sensing. It is spanning 2 ° in latitude between 15 ° N and 17 ° N. In 2007, it includes 10 soil moisture stations, of which three stations also have meteorological and flux measurements. A relevant spatial sampling strategy is proposed to characterise soil moisture at different scales including local, kilometer, super-site and meso-scales. In addition to the local stations network, transect measurements were performed on different coarse textured (sand to sandy-loam) sites, using portable impedance probes. They indicate mean value and standard deviation (STD) of the surface soil moisture (SSM) at the kilometer scale. This paper presents the data set and illustrates soil moisture spatial and temporal features over the Sahelian Gourma meso-scale site for 2005–2006. Up-scaling relation of SSM is investigated from (i) local to kilometer scale and (ii) from local to the super site scale. It is shown to be stable in space and time (2005–2006) for different coarse textured sites. For the Agoufou local site, the up-scaling relation captures SSM dynamics at the kilometer scale with a 0.9% accuracy in volumetric soil moisture. At the multi-site scale, an unique up-scaling relation is shown to be able to represent kilometer SSM for the coarse textured soils of the meso-scale site with an accuracy of 2.2% (volumetric). Spatial stability of the ground soil moisture stations network is also addressed by the Mean Relative Difference (MRD) approach for the Agoufou super site where five soil moisture stations are available (about 25 km × 25 km ). This allows the identification of the most representative ground soil moisture station which is shown to be an accurate indicator with low variance and bias of the soil moisture dynamics at the scale of the super site. Intensive local measurements, together with a robust up-scaling relation make the Gourma soil moisture network suitable for a large range of applications including remote sensing and land surface modelling at different spatial scales.
Published: 2009

29. AMMA-CATCH studies in the Sahelian region of West-Africa: an overview

Author: Sylvie Galle, Samuel Levis, Bernard Cappelaere, Luc Séguis, Marielle Gosset, Eric Mougin, Laurent Kergoat, Baxter E. Vieux, Luc Descroix, Niall P. Hanan, Thierry Lebel, Christophe Peugeot, Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Natural Resource Ecology Laboratory [Fort Collins] (NREL), Colorado State University [Fort Collins] (CSU), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), National Center for Atmospheric Research [Boulder] (NCAR), University of Oklahoma (OU), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Land surface processes, Water resources, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Population, 0207 environmental engineering, Climate change, Land Surface Processes, Context (language use), 02 engineering and technology, Monsoon, 01 natural sciences, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, Continental scale experiments, Sahel, Tropical monsoon climate, West Africa, Water cycle, 020701 environmental engineering, education, 0105 earth and related environmental sciences, Water Science and Technology, 2. Zero hunger, Hydrology, education.field_of_study, Land use, Continental Scale Experiments, Vegetation, 15. Life on land, 13. Climate action, Climatology, Water Resources
Abstract: The African Monsoon Multidisciplinary Analysis (AMMA) is an international and interdisciplinary experiment designed to investigate the interactions between atmospheric, oceanic and terrestrial systems and their joint controls on tropical monsoon dynamics in West Africa. This special issue reports results from a group of AMMA studies regrouped in the component "Couplage de l'Atmosphere Tropicale et du Cycle Hydrologique" (CATCH). AMMA-CATCH studies focus on measuring and understanding land surface properties and processes in West Africa, the role of terrestrial systems in altering boundary layer dynamics, and thus the potential that surface hydrology and biology, and human land use practices, may directly or indirectly affect monsoon dynamics and rainfall in the region. AMMA-CATCH studies focus on three intensively instrumented mesoscale sites in Mali, Niger and Benin that sample across the 1001300 mm/annum rainfall gradient of the Sahel, Sudan and North-Guinean bioclimatic zones. Studies report on: (i) surface-boundary layer interactions that may influence atmospheric convergence and convective processes and thus rainfall type, timing and amount; (ii) vegetation dynamics at seasonal to decadal time-scales that may respond to, and alter, atmospheric processes; (iii) surface-atmosphere fluxes of heat, water and carbon dioxide that directly influence the atmosphere; (iv) soil moisture variability in space and time that provide the proximate control on vegetation activity, evapotranspiration and energy balance; and (v) local and mesoscale modeling of hydrology and land surface-atmosphere exchanges to assess their role in the hydrological, atmospheric and rainfall dynamics of West Africa. The AMMA-CATCH research reported in this issue will be extended in future years as measurements and analysis continue and are concluded within the context of both CATCH and the wider AMMA study. This body of research will contribute to an improved understanding of the functioning of the coupled West African system, and enhance our ability to model and predict rainfall, vegetation and biogeochemical dynamics across time-scales (day, year, decade, and century), and in response to changing climate and land use. Such information is vital for policy makers and managers in planning for future economic development, sustainability and livelihoods of the growing populations of the region.
Published: 2009
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30. Trends in productivity of crops, fallow and rangelands in Southwest Niger: Impact of land use, management and variable rainfall

Author: Augustine A. Ayantunde, Frédéric Baup, Adamou Kalilou, Manuela Grippa, Pierre Hiernaux, Eric Mougin, Bakary Djaby, Bruno Gérard, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics [Mali] (ICRISAT), International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics [Inde] (ICRISAT), Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR)-Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR), International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics [Niger] (ICRISAT), International Livestock Research Institute [CGIAR, Ethiopie] (ILRI), Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR), Environment Sciences and Management Dpt, Environment Sciences, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Millet crops Fallows, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Vegetation growth modelling, 01 natural sciences, Grazing pressure, Vegetation dynamics, Shifting cultivation, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, Agricultural land, Sahel, Fallows, Marginal land, 0105 earth and related environmental sciences, Water Science and Technology, 2. Zero hunger, Hydrology, Millet crops, Land use, 04 agricultural and veterinary sciences, 15. Life on land, Soil type, Agronomy, 13. Climate action, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Environmental science, Rangeland, Soil fertility
Abstract: To document trends in land use and herbaceous production, 71 field sites sampled among cropped fields, fallow fields and rangelands in the Fakara region (Niger) were monitored from 1994 to 2006. The overall trend in land use confirmed the historical increase of the cropped areas since mid 20th century, at an annual rate of 2% from 1994 to 2006. This trend is the result of changes in the relative extent of fields permanently cropped and fields under shifting cultivation, and for the latter, the relative proportion of short (3 years) and long (10 years) duration fallows. Type of land use together with topography and soil type determine the herbaceous production and the resulting yield measured towards the end of the wet season. The variation in site yields between years is of the same order of magnitude as the variation in yields between sites within a year. There is an overall decreasing trend in site yields by 5% annually from 1994 to 2006 that is not explained by variations in rainfall. The decreasing trend is observed on fields under shifting cultivation, fallowed fields and rangelands, although not all sites are equally affected. Causes are likely to be multiple which might include changes in land use, decline of soil fertility and increased grazing pressure. Indeed, the remaining rangelands on marginal land and the fallows still accessible to livestock are subject to such a heavy grazing during the rainy season that the herbaceous standing mass measured at the end of the season reflects poorly the actual production. After the two first years of cropping, the herbaceous yield in fields under shifting cultivation with no fertilisation is negatively affected by the number of successive years of cropping. Moreover, clearing fallow after a decreasing number of years affects the mean herbaceous yield of fallowed fields by reducing the contribution of more productive old fallows. Changes in land use, grazing pressure and soil fertility also triggered changes in species composition with a strong reduction in diversity from rangelands to fallows, and again from fallows to cropland weeds. No correlations was found however between productivity and species composition. Cumulative rainfall does not explain between site or between year deviations in herbaceous yield even when sites are sorted by land use type or by soil type in the case of fallow and rangelands. Simulated production calculated with the STEP model does not explain herbaceous yields much better even when sites are grouped by land use and soil type. However, relative changes of herbaceous yields are reasonably predicted on sites that remained fallowed and were not heavily grazed for at least four consecutive years.
Published: 2009
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31. Surface thermodynamics and radiative budget in the Sahelian Gourma: seasonal and diurnal cycles

Author: Françoise Guichard, Pierre Hiernaux, Laurent Kergoat, François Lavenu, Frédéric Baup, F. Timouk, Eric Mougin, Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and AMMA
Subjects: Monsoon, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 0207 environmental engineering, Solar zenith angle, Thermodynamics, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Atmosphere, Radiative flux, thermodynamics, Diurnal cycle, Sahel, surface, Relative humidity, monsoon, Water cycle, 020701 environmental engineering, Equivalent potential temperature, 0105 earth and related environmental sciences, Water Science and Technology, longwave, Humidity, Longwave, 15. Life on land, radiative flux, shortwave, Surface, diurnal cycle, 13. Climate action, Climatology, seasonal cycle, Environmental science, Shortwave
Abstract: Our understanding of the role of surface-atmosphere interactions in the West African monsoon has been particularly limited by the scarcity of measurements. The present study provides a quantitative analysis of the very pronounced seasonal and diurnal cycles of surface thermodynamics and radiative fluxes in the Central Sahel. It makes use of data collected from 2002 to 2007 in the Malian Gourma, close to Agoufou, at 1.5 degrees W-15.3 degrees N and sounding data collected during the AMMA field campaign. The seasonal cycle is characterized by a broad maximum of temperature in May, following the first minimum of the solar zenith angle (SZA) by a few weeks, when Agoufou lies within the West African Heat Low, and a late summer maximum of equivalent potential temperature (0e) within the core of the monsoon season, around the second yearly maximum of SZA. Distinct temperature and moisture seasonal and diurnal dynamics lead to a sharpening of the early (late) monsoon increase (decrease), more steadiness of 0e and larger changes of relative humidity in between. Rainfall starts after the establishment of the monsoon flow, once temperature already started to decrease slowly, typically during June. Specific humidity increases progressively from May until August, while the monsoon flow weakens during the same period. Surface net radiation (R-net) increases from around 10-day mean values of 20 W m(-2) in Winter to 120-160 W m(-2) in late Summer, The increase is sharper during the monsoon than before, and the decrease fast. The seasonal cycle of R-net arises from distinct shortwave and longwave fluctuations that are both strongly shaped by modifications of surface properties related to rainfall events and vegetation phenology (with a decrease of both surface longwave emission and albedo). During the monsoon, clouds and aerosols reduce the incoming solar radiation by 20-25% (about 70 W m(-2)). They also significantly enhance the day-to-day variability of R-net. Nevertheless, the surface incoming longwave radiative flux (LWin) is observed to decrease from June to September. As higher cloud covers and larger precipitable water amounts are typically expected to enhance LWin, this feature points to the significance of changes in atmospheric temperature and aerosols during the monsoon season. The strong dynamics associated with the transition from a drier hot Spring to a brief cooler moist tropical Summer climate involves large transformations of the diurnal cycle, even within the monsoon season, which significantly affect both thermodynamical, dynamical and radiative fields (and low-level dynamics). In particular, for all moist Summer months except August, specific humidity decreases in such a way during daytime that it prevents an afternoon increase of 0e. In agreement with some previous studies, strong links are found between moisture and LWnet all year long and a positive correlation is identified between R-net and 0e during the monsoon. The observational results presented in this study further provide valuable ground truth for assessing models over an area displaying a rich variety of surface-atmosphere regimes.
Published: 2009
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32. Analysis of leaf area index in the ECMWF land surface model and impact on latent heat and carbon fluxes: Application to West Africa

Author: Gianpaolo Balsamo, Anton Beljaars, Eric Mougin, Lionel Jarlan, Sébastien Lafont, Jean-Christophe Calvet, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 0207 environmental engineering, Soil Science, 02 engineering and technology, Aquatic Science, Oceanography, CTESSEL, 01 natural sciences, ECMWF, Data assimilation, Geochemistry and Petrology, Latent heat, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), Leaf area index, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, 020701 environmental engineering, data assimilation, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Water Science and Technology, 2. Zero hunger, Biomass (ecology), Ecology, Paleontology, Biosphere, Forestry, Vegetation, 15. Life on land, Annual cycle, LAI, Geophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Climatology, Environmental science, Satellite, AMMA
Abstract: International audience; A new version of the land surface model of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (Carbon-TESSEL, or CTESSEL) includes a vegetation growth model. This study describes a leaf area index (LAI) data assimilation system (LDAS) based on CTESSEL and satellite LAI for operational Net Ecosystem Exchange (NEE) predictions. The LDAS is evaluated over West Africa. A preliminary experiment shows a significant impact of the LAI on the CTESSEL NEE. The LAI is compared to two satellite products: the predicted annual cycle is delayed over the Sahel and savannah, and the LAI values differ from the satellite products. Preliminary to their use in the LDAS, the LAI products are rescaled to the CTESSEL predictions. The LDAS simulations are confronted to measurements of biomass and LAI for a site in Mali. The LAI analysis is shown to improve the predicted biomass and the annual cycles of the water (latent heat flux, or LE) and carbon (NEE) fluxes. Afterward, the LDAS is run over West Africa with the Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer products (2001–2005). The analysis of LAI shows a limited impact on LE, but it impacts strongly on NEE. Finally, the CTESSEL NEE are compared to two other models' outputs (simple biosphere (SIB) and Carnegie-Ames-Stanford (CASA)). The order of magnitude of the three data sets agrees well, and the shift in annual cycle of CTESSEL is reduced by the LDAS. It is concluded that a LAI data assimilation system is essential for NEE prediction at seasonal and interannual timescales, while a LAI satellite-based climatology may be sufficient for accurate LE predictions.
Published: 2008
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33. Assimilation of SPOT/VEGETATION NDVI data into a sahelian vegetation dynamics model

Author: Pierre Mazzega, Pierre Hiernaux, Lionel Jarlan, Sylvain Mangiarotti, Eric Mougin, V. Le Dantec, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), Laboratoire des Mécanismes et Transfert en Géologie (LMTG), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and AMMA
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, Correlation coefficient, NDVI, 0211 other engineering and technologies, Soil Science, 02 engineering and technology, Forcing (mathematics), Atmospheric sciences, 01 natural sciences, Normalized Difference Vegetation Index, Atmospheric radiative transfer codes, Data assimilation, vegetation, Sahel, medicine, Computers in Earth Sciences, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, data assimilation, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, Sampling (statistics), Geology, Enhanced vegetation index, Environmental science, evolution strategies, medicine.symptom, Vegetation (pathology)
Abstract: International audience; This paper presents a method to monitor the dynamics of herbaceous vegetation in the Sahel. The approach is based on the assimilation of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) data acquired by the VEGETATION instrument on board SPOT 4/5 into a simple sahelian vegetation dynamics model. The study region is located in the Gourma region of Mali. The vegetation dynamics model is coupled with a radiative transfer model (the SAIL model). First, it is checked that the coupled models allow for a realistic simulation of the seasonal and interannual variability of NDVI over three sampling sites from 1999 to 2004. The data assimilation scheme relies on a parameter identification technique based on an Evolution Strategies algorithm. The simulated above-ground herbage mass resulting from NDVI assimilation is then compared to ground measurements performed over 13 study sites during the period 1999-2004. The assimilation scheme performs well with 404 kg DM/ha of average error (n=126 points) and a correlation coefficient of r=0.80 (to be compared to the 463 kg DM/ha and r=0.60 of the model performance without data assimilation). Finally, the sensitivity of the herbage mass model estimates to the quality of the meteorological forcing (rainfall and net radiation) is analyzed thanks to a stochastic approach.
Published: 2008
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34. Analysis of the in-situ and MODIS albedo variability at multiple time scales in the Sahel

Author: Pierre Hiernaux, Laurent Kergoat, Eric Mougin, O. Samain, François Lavenu, Françoise Guichard, F. Timouk, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Wet season, Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, 0207 environmental engineering, Soil Science, 02 engineering and technology, Aquatic Science, Oceanography, Atmospheric sciences, Monsoon, 01 natural sciences, Latitude, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, Geochemistry and Petrology, Dry season, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), 020701 environmental engineering, Water content, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Water Science and Technology, Ecology, Paleontology, Forestry, 15. Life on land, Albedo, Geophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Soil water, Environmental science, Moderate-resolution imaging spectroradiometer
Abstract: The variability of the Sahelian albedo is investigated through the combined analysis of five years of in situ radiation data from the AMMA northernmost sites (Agoufou 1°28'W, 15°20'N and Bamba 1°24'W, 17°06'N Mali) and remotely sensed albedo from seven years of MODIS data. Both datasets are found to be in good agreement in terms of correlation and bias. The drivers of albedo variability are identified by means of in situ measurements of biological and physical properties of the land surface collected over a network of 25 long-term survey sites. Short-term variability is dominated by changes in the spectral composition of incident radiation, which reflects aerosol optical depth and integrated water content, and changes in soil moisture, which have a short-lived effect (1 day). Bush fires cause a marked decrease of albedo of the order of 10 days, whereas a dry season storm event is suspected to have increased albedo through litter and soil surface abrasion. Seasonal plant growth causes the largest changes in rainy season albedo, and displays a large interannual variability: Because of the 2004 drought, albedo increases steadily from late 2003 toearly 2005 at latitude 15°N. Dry season albedo is controlled by the amount of litter and standing dead phytomass hiding the bright soils. Grazing pressure is found to impact albedo mostly in the dry season, through the pace of dry phytomass decay. EOF analysis and Hovmüller diagrams (10°W to 0°, 10°N to 20°N) show these effects to be present on a large scale. Above average rainfall thus have a direct effect on albedo through plant growth but also a lagged effect caused by above normal amounts of dry phytomass that can persist until the arrival of the next monsoon. This provides positive feedbacks at both the intra-seasonal and inter seasonal scales. Surface albedo in the Sahel exhibits a strong variability at different timescales caused by external forcing and internal dynamics of land surface, which should be included in climate models.
Published: 2008
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35. Characterization of the interannual and intraseasonal variability of West African vegetation between 1982 and 2002 by means of NOAA AVHRR NDVI data

Author: Pierre Camberlin, Nathalie Philippon, Eric Mougin, Lionel Jarlan, Nadège Martiny, Centre de Recherches de Climatologie ( CRC ), Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre d'études spatiales de la biosphère ( CESBIO ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National d'Etudes Spatiales ( CNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique ( CNRM-GAME ), Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), AMMA, Centre de Recherches de Climatologie (CRC), Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Mediterranean climate, Wet season, Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Advanced very-high-resolution radiometer, ATMOSPHERIC DYNAMICS, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Normalized Difference Vegetation Index, RAINY-SEASON, PHENOLOGY, EL-NINO, [ SDU.ENVI ] Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Precipitation, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, INDEX, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, AIR-TEMPERATURE, INDEPENDENT COMPONENT ANALYSIS, Intertropical Convergence Zone, 15. Life on land, Sea surface temperature, 13. Climate action, Climatology, SEA-SURFACE TEMPERATURE, PRECIPITATION, Environmental science, Outgoing longwave radiation, SAHEL RAINFALL
Abstract: The interannual and intraseasonal variability of West African vegetation over the period 1982–2002 is studied using the normalized difference vegetation index (NDVI) from the Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR).The novel independent component analysis (ICA) technique is applied to extract the main modes of the interannual variability of the vegetation, among which two modes are worth describing. The first component (IC1) describes NDVI variability over the Sahel from August to October. A strong photosynthetic activity over the Sahel is related to above-normal convection and rainfall within the intertropical convergence zone (ITCZ) in summertime and is partly associated with colder (warmer) SST in the eastern tropical Pacific (the Mediterranean). The second component (IC2) depicts a dipole pattern between the Sahelian and Guinean regions during the northern summer followed by a southward-propagating signal from October to December. It is associated with a north–south dipole in convection and rainfall induced by variations in the latitudinal location of the ITCZ as a response to the occurrence of the tropical Atlantic dipole.The analysis of the intraseasonal variability of the Sahelian vegetation relies on the analysis of the seasonal marches and their main phenological stages. Green-up usually starts in early July and shows a very low year-to-year variability, while senescence ends by mid-November and is prone to larger interannual variability. Six types of vegetative seasonal marches are discriminated according to variations in the timing of phenological stages as well as in the greening intensity. These types appear to be strongly dependent on rainfall distribution and amount, particularly those recorded in late August. Finally, year-to-year memory effects are highlighted: NDVI recorded during the green-up phase in year j appears to be strongly related to the maximum NDVI value recorded at year j − 1.
Published: 2007
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36. Radar Signatures of Sahelian Surfaces in Mali Using ENVISAT-ASAR Data

Author: I. Chenerie, Eric Mougin, Pierre Hiernaux, P. de Rosnay, A. Lopes, Frédéric Baup, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Antennes Dispositifs et Matériaux Micro-ondes (ADMM), ADMM, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Synthetic aperture radar, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, law.invention, wide swath, global monitoring, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, law, ENVISAT, Electrical and Electronic Engineering, Radar, Water content, Image resolution, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, sahel, Advanced Synthetic Aperture Radar (ASAR), Azimuth, Loam, Soil water, General Earth and Planetary Sciences, Radiometry, soil moisture, Geology, radar
Abstract: This paper presents an analysis of ENSIVAT advanced synthetic aperture radar data acquired over a Sahelian region located in Mali, West Africa. The considered period is 2004-2005 and includes two rainy seasons. Emphasis is put on two ScanSAR modes, namely, the global monitoring (GM) and the wide swath (WS) modes characterized by spatial resolutions of about 1 km and 150 m, respectively. Results show that the WS mode offers better performance in terms of radiometric resolution, radiometric stability, and speckle reduction than the GM mode. The latter is more appropriate for studies at large scale (> 10 times 10 km). In both modes, pronounced angular and temporal signatures are observed for most soil surfaces, and azimuthal effects are observed on markedly orientated rocky surfaces. In contrast, polarization differences (VV/HH) are small during the dry season except on flat loamy soil surfaces. Finally, a relationship is observed between the normalized WS backscattering signal at HH polarization and the surface soil moisture of sandy soils.
Published: 2007
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37. Surface soil moisture estimation over the AMMA Sahelian site in Mali using ENVISAT/ASAR data

Author: F. Timouk, Frédéric Baup, I. Chenerie, Eric Mougin, P. de Rosnay, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ADMM, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Instrumentation, 0207 environmental engineering, Soil Science, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, law.invention, wide swath, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, law, Sahel, ENVISAT, Computers in Earth Sciences, Radar, 020701 environmental engineering, ASAR, Wide Swath, Image resolution, Water content, Root-mean-square deviation, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, Geology, Vegetation, Spatial ecology, Environmental science, Soil moisture, soil moisture, Scale (map)
Abstract: This paper focuses on different methods for estimating soil moisture in a Sahelian environment by comparing ENVISAT/ASAR and ground data 10 at the same spatial scale. The analysis is restricted toWide Swath data in order to take advantage of their high temporal repetitivity (about 3–4 days) 11 corresponding to a moderate spatial resolution (150 m). On the one hand, emphasis is put on the characterization of Surface Soil Moisture (SSM) at a 12 spatial scale compatible with the derivation of the backscattering coefficients, and a transfer function is developed for up-scaling local measurements 13 to the 1 kmscale. On the other hand, three different approaches are used to normalize the angular variation of the observed backscattering coefficients. 14 The results show a strong linear relationship between the HH normalized backscattering coefficients and SSM. The best result is obtained when 15 restricting the ASAR data to low incidence angles and by taking into account vegetation effects using multi-angular radar data. For this case, the rms 16 error of the SSM retrieval is 2.8%. These results highlight the capabilities of the ASAR instrument to monitor SSM in a semiarid environment.
Published: 2007
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38. Testing a sahelian grassland functioning model against herbage mass measurements

Author: Y. Tracol, Eric Mougin, Pierre Hiernaux, Lionel Jarlan, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), AMMA, and PNTS
Subjects: Canopy, EFFICIENCY, 010504 meteorology & atmospheric sciences, SURFACE, Calibration (statistics), ZONE, Atmospheric sciences, MULTISPECTRAL SATELLITE DATA, 01 natural sciences, Mineralization (biology), Grassland, medicine, Water-use efficiency, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, 0105 earth and related environmental sciences, 2. Zero hunger, geography, geography.geographical_feature_category, Ecology, Ecological Modeling, 04 agricultural and veterinary sciences, 15. Life on land, Seasonality, Herbaceous plant, medicine.disease, MALI, Soil water, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Environmental science, RADIATION
Abstract: International audience; A simple grassland process model is tested against ground measurements collected during 15 years in the sahelian zone in Mali. The model uses standard daily meteorological variables and a limited number of site specific parameters to simulate herbage growth and canopy functioning. The model has two calibration parameters. Due probably to the strong interannual variation of both the herbaceous layer in terms of floristic composition and soil nutrient mineralization, the use of default values for the two calibration parameters leads to large errors in the prediction of herbage yields. In contrast, once the parameters have been optimised, a good concordance is found between the model outputs and the seasonal variation of the herbage standing mass in sites on sandy soils located along a north-south bioclimatic gradient.
Published: 2006
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39. Amma, une étude multidisciplinaire de la mousson ouest-africaine

Author: Serge Janicot, Thierry Lebel, Christophe Peugeot, Jean-Philippe Lafore, Kathy S. Law, Karine Ginoux, Frank Roux, Béatrice Marticorena, Guy Caniaux, Benjamin Sultan, Patricia de Rosnay, Eric Mougin, Jan Polcher, Cyrille Flamant, Cheikh Sidi Ethmane Kane, Alain Protat, Isabelle Geneau, Michel Desbois, Elisabeth van den Akker, Laurence Eymard, Michel Hoepffner, Bernard Fontaine, Céline Mari, Arona Diedhiou, Bernard Bourlès, Jacques Pelon, Jean-Luc Redelsperger, Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE), Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Service d'aéronomie (SA), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Département des Géosciences - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-École polytechnique (X)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Recherches de Climatologie (CRC), Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Medias-France, Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Laboratoire d'aérologie (LAERO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA (UMR_7583)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'étude des environnements terrestre et planétaires (CETP), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique ( CNRM-GAME ), Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement ( LTHE ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique de Grenoble ( INPG ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble ( OSUG ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ), Service d'aéronomie ( SA ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines ( UVSQ ), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques ( LOCEAN ), Muséum National d'Histoire Naturelle ( MNHN ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) ( LMD ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -École polytechnique ( X ) -École des Ponts ParisTech ( ENPC ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales ( LEGOS ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National d'Etudes Spatiales ( CNES ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre d'études spatiales de la biosphère ( CESBIO ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National d'Etudes Spatiales ( CNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre de Recherches de Climatologie ( CRC ), Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut Pierre-Simon-Laplace ( IPSL ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines ( UVSQ ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Centre National d'Etudes Spatiales ( CNES ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre National d'Etudes Spatiales ( CNES ), Laboratoire d'aérologie - LA ( LA ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire inter-universitaire des systèmes atmosphèriques ( LISA ), Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 ( UPEC UP12 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Hydrosciences Montpellier ( HSM ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques ( UM2 ) -Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre d'étude des environnements terrestre et planétaires ( CETP ), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines ( UVSQ ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X), Laboratoire d'aérologie (LA), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, mousson, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, satellite, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], RESSOURCES EN EAU, 01 natural sciences, PROJET DE RECHERCHE, microphysique des nuages, modèle couplé océan-atmosphère, aérosol naturel, [ PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH ] Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], SURVEILLANCE, ressource en eau, RECHERCHE PLURIDISCIPLINAIRE, INTERACTION OCEAN ATMOSPHERE, chimie de l'atmosphère, météorologie tropicale, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, MOUSSON D'HIVER, 0105 earth and related environmental sciences, sécheresse, TEMPERATURE DE SURFACE, cyclone tropical, SECURITE ALIMENTAIRE, 010505 oceanography, PREVISION CLIMATIQUE, AEROSOL, TELEDETECTION SPATIALE, afrique sahel, MOUSSON D'ETE, BASE DE DONNEES, MODELISATION, BASSIN VERSANT, [ SDE.MCG ] Environmental Sciences/Global Changes, ligne de grains, CLIMAT, PRECIPITATION, HYDRODYNAMIQUE, onde d'Est, [ SDU.STU.HY ] Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology
Abstract: International audience; Le projet international Amma, d'initiative française, a pour objectif d'améliorer la connaissance et la compréhension de la mousson d'Afrique de l'Ouest et de sa variabilité, de l'échelle journalière à l'échelle interannuelle. Le projet est motivé par la forte variabilité des précipitations associées à ce système de mousson, et par ses conséquences sur la sécurité alimentaire, les ressources en eau et la santé.
Published: 2006
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40. Analysis of the linkages between rainfall and land surface conditions in the West African monsoon through CMAP, ERS-WSC, and NOAA-AVHRR data

Author: Pierre-Louis Frison, Nathalie Philippon, Eric Mougin, Lionel Jarlan, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Recherches de Climatologie (CRC), Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géomatériaux et Géologie de l'Ingénieur (G2I), MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Mines Paris - PSL (École nationale supérieure des mines de Paris), Centre d'études spatiales de la biosphère ( CESBIO ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National d'Etudes Spatiales ( CNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre de Recherches de Climatologie ( CRC ), Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Géomatériaux et Géologie de l'Ingénieur ( G2I ), MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 ( UPEC UP12 ), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: DYNAMICS, Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Advanced very-high-resolution radiometer, DIFFERENCE VEGETATION INDEX, 0211 other engineering and technologies, Soil Science, TIME-SERIES, 02 engineering and technology, WIND SCATTEROMETER DATA, Aquatic Science, Oceanography, Monsoon, SOIL-MOISTURE, 01 natural sciences, Normalized Difference Vegetation Index, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, Geochemistry and Petrology, CIRCULATIONS, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), [ SDU.ENVI ] Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Precipitation, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Water content, TEMPERATURE, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Water Science and Technology, Ecology, Moisture, Paleontology, Forestry, 15. Life on land, Scatterometer, VARIABILITY, Geophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Climatology, PRECIPITATION, Soil water, Environmental science, SAHEL RAINFALL
Abstract: International audience; The European Remote Sensing Wind Scatterometer (ERS-WSC) backscattering coefficient, NOAA Advanced Very High Resolution Radiometer (NOAA-AVHRR) Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), and Climate Prediction Center Merged Analysis Precipitation ( CMAP) precipitation data sets are studied over the period August 1991 to December 2000 to document ( 1) the interannual and intra-annual evolutions of vegetation photosynthetic activity and soil-vegetation water content over West Africa and ( 2) their two-way links with precipitation. Over the Sahel, at interannual timescales the strongest relationships between vegetation, soil moisture, and precipitation are observed from July to October and when 1-month lag is considered between the parameters. This delay reflects the vegetation response time to the moisture pulses that follow precipitation events. The high correlation between NDVI and sigma_0 at interannual timescales confirms the importance of vegetation in the backscattering coefficient. However, sigma_0 shows stronger statistical links with precipitation, suggesting that this product contains additional useful information related in particular to upper soil moisture. Over Guinea, large differences are observed between the two remote sensing products, and their relationship with precipitation at interannual timescales is weaker. Sigma_ 0 is significantly linked to precipitation from July to November, whereas NDVI does not show any significant relationship with precipitation. NDVI and sigma_0 serial correlations over the Sahel and Guinea suggest that a 2-month memory usually characterizes vegetation photosynthetic activity and soil-vegetation water content anomalies. However, anomalies disappearance in winter then reappearance in the following spring also suggests an interseason memory held by deep soil moisture reservoirs and deep-rooted plants. A composite analysis reveals that the wettest Sahelian rainy seasons were preceded by positive anomalies of soil-vegetation water content over Guinea from winter to spring. Cross correlations and Granger causality analyses partly relate these winter to spring land surface anomalies to those recorded in precipitation during the previous autumn. Spring soil-vegetation water content anomalies strengthen the meridional gradient of soil-vegetation water content over the subcontinent. This gradient is thought to contribute to the gradient of entropy that drives the West African monsoon.
Published: 2005
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41. Land surface parameter monitoring with ERS scatterometer data over the Sahel: A comparison between agro-pastoral and pastoral areas

Author: Jean-Paul Rudant, Lionel Jarlan, Eric Mougin, Sonia Zine, Pierre Hiernaux, Pierre-Louis Frison, Géomatériaux et Géologie de l'Ingénieur (G2I), MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Mines Paris - PSL (École nationale supérieure des mines de Paris), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Synthetic aperture radar, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Steppe, 0211 other engineering and technologies, Soil Science, 02 engineering and technology, Land cover, 01 natural sciences, law.invention, law, Sahel, Dry season, Computers in Earth Sciences, Radar, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Water content, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, 2. Zero hunger, geography, Land surface parameters monitoring, geography.geographical_feature_category, ERS/SAR, Geology, Vegetation, 15. Life on land, Scatterometer, [PHYS.PHYS.PHYS-GEN-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/General Physics [physics.gen-ph], ERS scatterometer, 13. Climate action, Agro-pastoral areas, Environmental science, [SDU.OTHER]Sciences of the Universe [physics]/Other
Abstract: This paper deals with ERS wind scatterometer (WSC) data for land surface monitoring over the Sahel on a regional scale. Past studies have shown that WSC is particularly well suited for monitoring Sahelian pastoral regions consisting of large homogeneous herbaceous steppes ( Jarlan et al., 2002a , Jarlan et al., 2002b ). On the other hand, Sahelian agro-pastoral areas are more heterogeneous in terms of WSC spatial cell resolution owing to different land use caused by anthropic pressure. The objective of this paper is to assess the suitability of WSC data in such a heterogeneous landscape. To this end, WSC data for an agro-pastoral area are compared with results presented in Jarlan et al., 2002b which focused on 4 pastoral sites, located in Mali. The agro-pastoral area concerned is in the Fakara region (Niger), for which numerous in situ measurements are available for the 1994–2000 period over a 500 km 2 area. WSC temporal signatures acquired at a 45° incidence angle, σ 0 (45°), show the typical behaviour observed over the Sahelian areas. σ 0 (45°) values are higher than those observed by Jarlan et al. (2002b) over Northern Sahelian sites, especially during the dry season, and exhibit a lower yearly amplitude variability. The effect of land use heterogeneity on the radar signal is investigated by comparing WSC profiles acquired at a 21° incidence angle, σ 0 (21°), with ERS SAR data during the year 1995. The observations are interpreted by combining a radiative transfer model and a vegetation growth model in a similar approach to the one developed by Frison et al., 1998 and Jarlan et al., 2002a , Jarlan et al., 2002b , Jarlan et al., 2003 . The results indicate that at an incidence angle of 21°, soil contribution is largely predominant, representing 90% of the radar signal, thus explaining the similar behaviour of radar signatures observed despite different land uses. At a 45° incidence angle, even though annual vegetation and bare soil are the two main factors influencing the temporal evolution of the radar signal, the bare soil contribution is still the most significant. It is shown that over the present study site, characterised by low annual vegetation fraction cover and high σ 0 (45°) values during the dry season, vegetation makes no significant contribution to the yearly amplitude of the radar signal, σ adr 0 (45°). The latter can be explained by the bare soil contribution alone. Consequently, limited soil moisture due to small field capacity accounts for the small σ adr 0 (45°) variability observed. An inversion method to retrieve the volumetric soil moisture content, H v , using σ 0 (45°) data is then developed. It appears that vegetation has a negligible influence over estimated H v . As a result, the soil moisture content can be retrieved from WSC data alone, by representing the present scene as being composed of bare soil only. These results differ from those obtained over pastoral Sahelian sites, where both vegetation and soil moisture play significant roles in radar response. Moreover, the comparison between WSC σ 0 (45°) retrieved soil moisture with existing soil moisture derived from passive microwave radiometer SSM/I measurements shows a fairly good overall match.
Published: 2005
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42. Using coarse remote sensing radar observations to control the trajectory of a simple Sahelian land suiface model

Author: Eric Mougin, Y. Tracol, Lionel Jarlan, Pierre Hiernaux, Marc Schoenauer, Pierre Mazzega, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Algorithmic number theory for cryptology (TANC), Inria Saclay - Ile de France, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'informatique de l'École polytechnique [Palaiseau] (LIX), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X), Tropenzentrum Universitat Hohenheim (790), 70593 Stuttgart, Germany, Tropenzentrum Universitat, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'informatique de l'École polytechnique [Palaiseau] (LIX), École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Saclay - Ile de France, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), and Universität Hohenheim
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Parameter identification, Stochastic modelling, Wind scatterometer, Multispectral image, 0211 other engineering and technologies, Mesoscale meteorology, Soil Science, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, law.invention, Atmospheric radiative transfer codes, Data assimilation, Radiative transfer modelling, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, Evolution strategies, law, Sahel, Radiative transfer, Computers in Earth Sciences, Radar, Vegetation functioning model, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, 2. Zero hunger, Geology, 15. Life on land, Scatterometer, 13. Climate action, Environmental science
Abstract: In the Sahel, land surface processes are significantly interacting with climate dynamics. In this paper, we present an original method to control a simple Sahelian land surface model coupled to a radiative transfer model (RTM) on the basis of ERS wind scatterometer (WSC) observations. In a first step, a sensitivity study is implemented to identify those parameters of the land surface model that can be estimated through the assimilation of WSC data. The assimilation scheme relies on evolution strategies (ES) algorithm that aims at solving the parameter evaluation problem. These algorithms are particularly well suited for complex (nonlinear) inverse problems. The assimilation scheme is applied to several study sites located in the Sahelian mesoscale site of the African Monsoon Multidisciplinary Analysis Project (Gourma region, Mali). The results are compared with ground observations of herbaceous mass. After the WSC data assimilation, the simulated herbaceous mass curves compare well with observations [187 kilogram of dry matter per hectare (kg DM/ha) of average error]. The simulated water fluxes exhibit a behaviour in agreement with ground measurements performed over similar ecosystems during the Hapex Sahel experiment. The accuracy of estimated herbaceous mass and water fluxes resulting from uncertainties on climatic forcing variable is evaluated using a stochastic approach. The average error on the herbaceous mass values mainly depends on the rainfall estimate accuracy and ranges from 139 to 268 kg DM/ha that compares well with a previous study based on the sole inversion of the radiative transfer model. Finally, this study underlines the need for a multispectral assimilation approach to get a better constraint on water fluxes estimation. D 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.
Published: 2005
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43. A contribution to rainfall observation in Africa from polarimetric weather radar and commercial micro-wave links

Author: Alcoba Kait, Matías, Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Paul Sabatier - Toulouse III, Eric Mougin, Marielle Gosset, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Remote Sensing, Microondes, Télédétection, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, Inversion, Précipitations, Microwave links, Precipitation, Radar polarimétrique, Inversions, Microwaves, Polarimetric Radar, Liens microondes commerciaux
Abstract: West Africa climate is driven by a monsoon regime: the precipitations are characterized by heavy rain rates which are organized into mesoscale convective systems. In a context of hydro-meteorological risks, the characterization of such systems at fine scales is important. Two type of ground precipitation observation by active microwave remote sensing are explored: a meteorological polarimetric radar and commercial microwave links. The first part is dedicated to the characterization of hydrometeors with X-band polarimetric radar data. The link between the observations and the hydrometeor characteristics can be made with physical models. The physical characteristics of hydrometeors can be retrieved with inversion of these physical models. We present a first inversion method permitting the retrieval of the hydrometeors density above the 0°C isotherm, with the simple modelization of the vertical profile of reflectivity. The second inversion method aims to produce maps of rainfall drop size distribution with polarimetric radar observables. In the proposed method we use all the information of a radar radial to estimate the size distribution of drops and, at the same time, correcting the attenuation. The second part is focused on the precipitation estimation with commercial microwave links from telecommunication companies. This promising method for ill-equipped regions, uses the rain induced attenuation between a pair of antennas composing a link to estimate rainfall. The principle of the method, the sources of uncertainties and the quantitative evaluation of a dataset in Niger are presented. Finally, we analyse different interpolation methods to create rainfall maps from commercial microwave links data.; Le climat ouest africain est gouverné par un régime de mousson, les précipitations, souvent intenses, y sont principalement associées à des systèmes convectifs de méso-échelle. Dans un contexte de risques hydrométéorologiques, caractériser ces précipitations jusqu'aux plus fines échelles est important. Deux types d'observation des précipitations par télédétection active, au sol, dans le domaine des micro-ondes, sont explorés : un radar météorologique polarimétrique et des liens micro-ondes commerciaux. La première partie de la thèse est dédiée à la caractérisation des hydrométéores à partir d'un radar polarimétrique opérant en bande X. Le lien entre les observations et les caractéristiques des hydrométéores peut se faire à partir de modèles physiques. L'inversion de ces modèles permet de retrouver les caractéristiques des hydrométéores à partir des observations. On présente une première méthode d'inversion permettant d'obtenir la densité des hydrométéores au-dessus de la couche de fusion grâce à la modélisation simple du profil vertical de réflectivité radar. La deuxième méthode d'inversion vise à créer des cartes horizontales de la distribution de taille de gouttes de pluie à partir des mesurables radar polarimétrique. La méthode exploite toute l'information d'une radiale pour estimer la distribution de taille de gouttes tout en corrigeant de l'atténuation par la pluie. La deuxième partie est consacrée à la mesure des précipitations à partir de liens micro-ondes commerciaux, issus des réseaux de téléphonie mobile. Cette méthode prometteuse pour les régions mal couvertes par les mesures météorologiques opérationnelles exploite l'atténuation par la pluie des signaux transmis entre les antennes relais. Les principes de la méthode, les sources d'incertitudes et la validation quantitative sur un jeu de données acquis au Niger sont présentés. Enfin, on analyse différentes méthodes d'interpolation des données de liens pour créer des cartes de pluie.
Published: 2019

44. Modeling the paradoxical evolution of the sahelian hydrology: Case of the Agoufou watershed (Mali)

Author: GAL, LAETITIA, Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Paul Sabatier (Toulouse 3), Manuela Grippa, and Eric Mougin
Subjects: Modeling, runoff, Agoufou, Ruissellement, Modélisation, Sahel, surface conditions, Etats de surface, Paradox, Hydrology, Paradoxe, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Hydrologie, KINEROS-2
Abstract: Since the mid-twentieth century, the Sahel is characterized by a significant rainfall deficit marked by severe droughts in 1972-73 and 1983-84 that have significantly impacted ecosystems, resources and local population. The responses induced by this deficit result in opposite effects according to geographical area. If, in the Sudano-Guinean zone, a reduced surface runoff was observed, the Sahel experienced a paradoxical increase of surface runoff during the same period.Most of the studies aiming at understanding this paradoxical situation have been performed in crop-dominated areas, where the runoff increase has been attributed to land use change following population growth. However, the same phenomenon is also observed in pastoral areas where land use change cannot explain the observed hydrological changes.The objective of this thesis is to study the different processes governing Sahelian hydrology and prioritize their impact on the surface runoff evolution in pastoral areas by means of hydrological modeling. To do this, the KINEROS2 runoff model was applied to the Agoufou watershed. This endorheic watershed is located in the Gourma region, in Mali. It is instrumented by the AMMA-CATCH observatory, which provides most of the necessary data for forcing and evaluating the model.The first part of this work was dedicated to the quantification of the changes occurred over the last 50 years on the Agoufou watershed and its outlet, the Agoufou lake. Land cover maps derived from satellite images and aerial photographs for 1956 and 2011 allowed estimating the changes in surface characteristics. Erosion of shallow soil and degradation of the tiger bush vegetation in favor of the bare soil extension (35 km² between 1956 and 2011) as well as increases in drainage density (× 1.5) and in lake area (534 m² in 1956 to 2 x 106 m² in 2011) were the main changes observed. The discharge evolution over time was quantified from changes in lake's volume, computed via a relationship between the lake’s surface estimated by remote sensing and in-situ water height data. This relationship was coupled to a water balance equation, taking into account precipitation, water evaporation and lake’s bottom infiltration to quantify the water inflow to the lake. The runoff coefficient of the watershed was shown to increase from 0 % in the 1970s to 5.5% in the 2000s.The second part of this thesis was dedicated to hydrological modeling in order to rank the impact of the surface changes highlighted above on runoff. Series of reference and attribution simulations were performed. The increase in bare soil surfaces associated with a decrease in vegetation largely explains the hydrological changes of the watershed since the 1960s. The development of the drainage network and the crusting of sandy dunes play a less important role on this evolution, while the evolution of daily precipitation reduces runoff over time by more than 34%, which contradicts the observed trend.The mechanisms identified in the Agoufou watershed highlight the pivotal role of the dynamics of the coupled vegetation/erosion/drainage network system and their role in other Sahelian regions, where increased runoff was also observed.; La région sahélienne est caractérisée, depuis la moitié du XXème siècle, par un déficit pluviométrique important marqué par de fortes sécheresses en 1972-73 et en 1983-84 qui ont eu des effets considérables sur l’écosystème, les ressources et la population locale. Les réponses hydrologiques induites par ce déficit se traduisent par des effets contrastés suivant la zone géographique considérée. Si dans la zone soudano-guinéenne, une baisse des écoulements de surface a été observée, la zone sahélienne, paradoxalement, a connu une augmentation de ces écoulements durant la même période.La plupart des études visant à mieux comprendre cette évolution paradoxale ont été effectuées en milieu sahélien cultivé, où l’augmentation du ruissellement a souvent été attribuée au changement d’usage des sols suite aux besoins de la population croissante. Toutefois, ce même phénomène est aussi observable dans les zones majoritairement pastorales où les modifications d’usage des sols ne suffisent pas à expliquer les modifications hydrologiques observées.Les objectifs de cette thèse consistent à étudier, au travers de la modélisation hydrologique, l’évolution conjointe des différents processus régissant l’hydrologie sahélienne et de hiérarchiser leurs impacts sur l’évolution du ruissellement de surface sur les 50 dernières années en milieu pastoral. Pour ce faire, le modèle de ruissellement KINEROS2, a été appliqué au bassin versant d’Agoufou. Ce bassin de type endoréique est situé dans la région du Gourma, au Mali et est instrumenté par le service d’observation AMMA-CATCH qui fournit une partie des données nécessaires au forçage et à l’évaluation du modèle.La première partie de ces travaux a été dédiée à la quantification des changements survenus au cours des 50 dernières années sur ce bassin ainsi qu’au niveau de son exutoire, le lac d’Agoufou. Une cartographie des unités paysagères identifiées à partir d’images satellite et de photographies aérienne, a été réalisée pour les années 1956 et 2011. Cette cartographie a mis en évidence l’évolution des états de surface, marquée par l’érosion des sols peu profonds et la dégradation de la végétation de type brousse tigrée en faveur de l’extension des surfaces de sols nus (+35 km² entre 1956 et 2011) ainsi que par l'augmentation de la densité du réseau de drainage (×1.5) et par celle de la superficie du lac (534 m² en 1956 pour 2×106 m² en 2011). L’évolution du débit au cours du temps a été quantifiée à partir des variations de volume du lac établies via une relation entre les surfaces estimées par télédétection et les hauteurs d’eau mesurées in-situ. Cette relation a été couplée à une équation de bilan d’eau, prenant en compte les précipitations, l’évaporation et l’infiltration sur le lac pour quantifier les apports d’eau à l’exutoire. Nous avons ainsi mis en évidence l’évolution nette du coefficient de ruissellement du bassin qui est passé de 0% dans les années 1970 à 5.5 % dans les années 2000.La deuxième partie de cette thèse a été consacrée à la modélisation hydrologique et à la réalisation de simulations de références et d’attribution des changements observés à différents facteurs. L’augmentation des surfaces de sols nus associée à une diminution de la végétation explique largement l’évolution de l’hydrologie de surface du bassin depuis les années 1960. Le développement du réseau de drainage et l’encroûtement des dunes jouent des rôles secondaires dans cette évolution. En revanche, la variation du régime des pluies, tend à diminuer le ruissellement au cours du temps de plus de 34%. Les mécanismes identifiés sur le bassin d’Agoufou montrent l'importance de la dynamique du système couplé végétation/érosion/réseau hydrique et de leurs rôles sur d’autres bassins Sahéliens où l’augmentation du ruissellement a été également mise en évidence.
Published: 2016

45. Modélisation de l’évolution paradoxale de l’hydrologie sahélienne. Application au bassin d’Agoufou (Mali)

Author: Gal, Laeticia, Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse 3 Paul Sabatier (UT3 Paul Sabatier), Manuela Grippa, Eric Mougin, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
Subjects: Modeling, runoff, Agoufou, Ruissellement, Etat de surface, Modélisation, Sahel, surface conditions, Paradox, Hydrology, Paradoxe, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Hydrologie, KINEROS-2
Abstract: Since the mid-twentieth century, the Sahel is characterized by a significant rainfall deficit marked by severe droughts in 1972-73 and 1983-84 that have significantly impacted ecosystems, resources and local population. The responses induced by this deficit result in opposite effects according to geographical area. If, in the Sudano-Guinean zone, a reduced surface runoff was observed, the Sahel experienced a paradoxical increase of surface runoff during the same period.Most of the studies aiming at understanding this paradoxical situation have been performed in crop-dominated areas, where the runoff increase has been attributed to land use change following population growth. However, the same phenomenon is also observed in pastoral areas where land use change cannot explain the observed hydrological changes.The objective of this thesis is to study the different processes governing Sahelian hydrology and prioritize their impact on the surface runoff evolution in pastoral areas by means of hydrological modeling. To do this, the KINEROS2 runoff model was applied to the Agoufou watershed. This endorheic watershed is located in the Gourma region, in Mali. It is instrumented by the AMMA-CATCH observatory, which provides most of the necessary data for forcing and evaluating the model.The first part of this work was dedicated to the quantification of the changes occurred over the last 50 years on the Agoufou watershed and its outlet, the Agoufou lake. Land cover maps derived from satellite images and aerial photographs for 1956 and 2011 allowed estimating the changes in surface characteristics. Erosion of shallow soil and degradation of the tiger bush vegetation in favor of the bare soil extension (35 km² between 1956 and 2011) as well as increases in drainage density (× 1.5) and in lake area (534 m² in 1956 to 2 x 106 m² in 2011) were the main changes observed. The discharge evolution over time was quantified from changes in lake's volume, computed via a relationship between the lake’s surface estimated by remote sensing and in-situ water height data. This relationship was coupled to a water balance equation, taking into account precipitation, water evaporation and lake’s bottom infiltration to quantify the water inflow to the lake. The runoff coefficient of the watershed was shown to increase from 0 % in the 1970s to 5.5% in the 2000s.The second part of this thesis was dedicated to hydrological modeling in order to rank the impact of the surface changes highlighted above on runoff. Series of reference and attribution simulations were performed. The increase in bare soil surfaces associated with a decrease in vegetation largely explains the hydrological changes of the watershed since the 1960s. The development of the drainage network and the crusting of sandy dunes play a less important role on this evolution, while the evolution of daily precipitation reduces runoff over time by more than 34%, which contradicts the observed trend.The mechanisms identified in the Agoufou watershed highlight the pivotal role of the dynamics of the coupled vegetation/erosion/drainage network system and their role in other Sahelian regions, where increased runoff was also observed.; La région sahélienne est caractérisée, depuis la moitié du XXème siècle, par un déficit pluviométrique important marqué par de fortes sécheresses en 1972-73 et en 1983-84 qui ont eu des effets considérables sur l’écosystème, les ressources et la population locale. Les réponses hydrologiques induites par ce déficit se traduisent par des effets contrastés suivant la zone géographique considérée. Si dans la zone soudano-guinéenne, une baisse des écoulements de surface a été observée, la zone sahélienne, paradoxalement, a connu une augmentation de ces écoulements durant la même période.La plupart des études visant à mieux comprendre cette évolution paradoxale ont été effectuées en milieu sahélien cultivé, où l’augmentation du ruissellement a souvent été attribuée au changement d’usage des sols suite aux besoins de la population croissante. Toutefois, ce même phénomène est aussi observable dans les zones majoritairement pastorales où les modifications d’usage des sols ne suffisent pas à expliquer les modifications hydrologiques observées.Les objectifs de cette thèse consistent à étudier, au travers de la modélisation hydrologique, l’évolution conjointe des différents processus régissant l’hydrologie sahélienne et de hiérarchiser leurs impacts sur l’évolution du ruissellement de surface sur les 50 dernières années en milieu pastoral. Pour ce faire, le modèle de ruissellement KINEROS2, a été appliqué au bassin versant d’Agoufou. Ce bassin de type endoréique est situé dans la région du Gourma, au Mali et est instrumenté par le service d’observation AMMA-CATCH qui fournit une partie des données nécessaires au forçage et à l’évaluation du modèle.La première partie de ces travaux a été dédiée à la quantification des changements survenus au cours des 50 dernières années sur ce bassin ainsi qu’au niveau de son exutoire, le lac d’Agoufou. Une cartographie des unités paysagères identifiées à partir d’images satellite et de photographies aérienne, a été réalisée pour les années 1956 et 2011. Cette cartographie a mis en évidence l’évolution des états de surface, marquée par l’érosion des sols peu profonds et la dégradation de la végétation de type brousse tigrée en faveur de l’extension des surfaces de sols nus (+35 km² entre 1956 et 2011) ainsi que par l'augmentation de la densité du réseau de drainage (×1.5) et par celle de la superficie du lac (534 m² en 1956 pour 2×106 m² en 2011). L’évolution du débit au cours du temps a été quantifiée à partir des variations de volume du lac établies via une relation entre les surfaces estimées par télédétection et les hauteurs d’eau mesurées in-situ. Cette relation a été couplée à une équation de bilan d’eau, prenant en compte les précipitations, l’évaporation et l’infiltration sur le lac pour quantifier les apports d’eau à l’exutoire. Nous avons ainsi mis en évidence l’évolution nette du coefficient de ruissellement du bassin qui est passé de 0% dans les années 1970 à 5.5 % dans les années 2000.La deuxième partie de cette thèse a été consacrée à la modélisation hydrologique et à la réalisation de simulations de références et d’attribution des changements observés à différents facteurs. L’augmentation des surfaces de sols nus associée à une diminution de la végétation explique largement l’évolution de l’hydrologie de surface du bassin depuis les années 1960. Le développement du réseau de drainage et l’encroûtement des dunes jouent des rôles secondaires dans cette évolution. En revanche, la variation du régime des pluies, tend à diminuer le ruissellement au cours du temps de plus de 34%. Les mécanismes identifiés sur le bassin d’Agoufou montrent l'importance de la dynamique du système couplé végétation/érosion/réseau hydrique et de leurs rôles sur d’autres bassins Sahéliens où l’augmentation du ruissellement a été également mise en évidence.
Published: 2016

46. Modeling the Sahelian hydrological paradox : the case of the Agoufou (Mali)

Author: Gal, Laetitia, Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Paul Sabatier - Toulouse III, Manuela Grippa, and Eric Mougin
Subjects: Runoff, Modeling, Agoufou, Etat de surface, Ruissellement, Modélisation, Sahel, Surface condition, Paradox, Hydrology, Paradoxe, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, Hydrologie, KINEROS-2
Abstract: Since the mid-twentieth century, the Sahel is characterized by a significant rainfall deficit marked by severe droughts in 1972-73 and 1983-84 that have significantly impacted ecosystems, resources and local population. The responses induced by this deficit result in opposite effects according to geographical area. If, in the Sudano-Guinean zone, a reduced surface runoff was observed, the Sahel experienced a paradoxical increase of surface runoff during the same period. Most of the studies aiming at understanding this paradoxical situation have been performed in crop-dominated areas, where the runoff increase has been attributed to land use change following population growth. However, the same phenomenon is also observed in pastoral areas where land use change cannot explain the observed hydrological changes. The objective of this thesis is to study the different processes governing Sahelian hydrology and prioritize their impact on the surface runoff evolution in pastoral areas by means of hydrological modeling. To do this, the KINEROS2 runoff model was applied to the Agoufou watershed. This endorheic watershed is located in the Gourma region, in Mali. It is instrumented by the AMMA-CATCH observatory, which provides most of the necessary data for forcing and evaluating the model. The first part of this work was dedicated to the quantification of the changes occurred over the last 50 years on the Agoufou watershed and its outlet, the Agoufou lake. Land cover maps derived from satellite images and aerial photographs for 1956 and 2011 allowed estimating the changes in surface characteristics. Erosion of shallow soil and degradation of the tiger bush vegetation in favor of the bare soil extension (35 km² between 1956 and 2011) as well as increases in drainage density (× 1.5) and in lake area (534 m² in 1956 to 2 x 106 m² in 2011) were the main changes observed. The discharge evolution over time was quantified from changes in lake's volume, computed via a relationship between the lake's surface estimated by remote sensing and in-situ water height data. This relationship was coupled to a water balance equation, taking into account precipitation, water evaporation and lake's bottom infiltration to quantify the water inflow to the lake. The runoff coefficient of the watershed was shown to increase from 0 % in the 1970s to 5.5% in the 2000s. The second part of this thesis was dedicated to hydrological modeling in order to rank the impact of the surface changes highlighted above on runoff. Series of reference and attribution simulations were performed. The increase in bare soil surfaces associated with a decrease in vegetation largely explains the hydrological changes of the watershed since the 1960s. The development of the drainage network and the crusting of sandy dunes play a less important role on this evolution, while the evolution of daily precipitation reduces runoff over time by more than 34%, which contradicts the observed trend. The mechanisms identified in the Agoufou watershed highlight the pivotal role of the dynamics of the coupled vegetation/erosion/drainage network system and their role in other Sahelian regions, where increased runoff was also observed.; La région sahélienne est caractérisée, depuis la moitié du XXème siècle, par un déficit pluviométrique important marqué par de fortes sécheresses en 1972-73 et en 1983-84 qui ont eu des effets considérables sur l'écosystème, les ressources et la population locale. Les réponses hydrologiques induites par ce déficit se traduisent par des effets contrastés suivant la zone géographique considérée. Si dans la zone soudano-guinéenne, une baisse des écoulements de surface a été observée, la zone sahélienne, paradoxalement, a connu une augmentation de ces écoulements durant la même période. La plupart des études visant à mieux comprendre cette évolution paradoxale ont été effectuées en milieu sahélien cultivé, où l'augmentation du ruissellement a souvent été attribuée au changement d'usage des sols suite aux besoins de la population croissante. Toutefois, ce même phénomène est aussi observable dans les zones majoritairement pastorales où les modifications d'usage des sols ne suffisent pas à expliquer les modifications hydrologiques observées. Les objectifs de cette thèse consistent à étudier, au travers de la modélisation hydrologique, l'évolution conjointe des différents processus régissant l'hydrologie sahélienne et de hiérarchiser leurs impacts sur l'évolution du ruissellement de surface sur les 50 dernières années en milieu pastoral. Pour ce faire, le modèle de ruissellement KINEROS2, a été appliqué au bassin versant d'Agoufou. Ce bassin de type endoréique est situé dans la région du Gourma, au Mali et est instrumenté par le service d'observation AMMA-CATCH qui fournit une partie des données nécessaires au forçage et à l'évaluation du modèle. La première partie de ces travaux a été dédiée à la quantification des changements survenus au cours des 50 dernières années sur ce bassin ainsi qu'au niveau de son exutoire, le lac d'Agoufou. Une cartographie des unités paysagères identifiées à partir d'images satellite et de photographies aérienne, a été réalisée pour les années 1956 et 2011. Cette cartographie a mis en évidence l'évolution des états de surface, marquée par l'érosion des sols peu profonds et la dégradation de la végétation de type brousse tigrée en faveur de l'extension des surfaces de sols nus (+35 km² entre 1956 et 2011) ainsi que par l'augmentation de la densité du réseau de drainage (×1.5) et par celle de la superficie du lac (534 m² en 1956 pour 2×106 m² en 2011). L'évolution du débit au cours du temps a été quantifiée à partir des variations de volume du lac établies via une relation entre les surfaces estimées par télédétection et les hauteurs d'eau mesurées in-situ. Cette relation a été couplée à une équation de bilan d'eau, prenant en compte les précipitations, l'évaporation et l'infiltration sur le lac pour quantifier les apports d'eau à l'exutoire. Nous avons ainsi mis en évidence l'évolution nette du coefficient de ruissellement du bassin qui est passé de 0% dans les années 1970 à 5.5 % dans les années 2000. La deuxième partie de cette thèse a été consacrée à la modélisation hydrologique et à la réalisation de simulations de références et d'attribution des changements observés à différents facteurs. L'augmentation des surfaces de sols nus associée à une diminution de la végétation explique largement l'évolution de l'hydrologie de surface du bassin depuis les années 1960. Le développement du réseau de drainage et l'encroûtement des dunes jouent des rôles secondaires dans cette évolution. En revanche, la variation du régime des pluies, tend à diminuer le ruissellement au cours du temps de plus de 34%. Les mécanismes identifiés sur le bassin d'Agoufou montrent l'importance de la dynamique du système couplé végétation/érosion/réseau hydrique et de leurs rôles sur d'autres bassins Sahéliens où l'augmentation du ruissellement a été également mise en évidence.
Published: 2016

47. Modélisation de l'évolution paradoxale de l'hydrologie sahélienne : application au bassin d'Agoufou (Mali)

Author: Gal, Laetitia, Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Paul Sabatier - Toulouse III, Manuela Grippa, Eric Mougin, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Runoff, Modeling, Agoufou, Etat de surface, Ruissellement, Modélisation, Sahel, Surface condition, Paradox, Hydrology, Paradoxe, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, Hydrologie, KINEROS-2
Abstract: Since the mid-twentieth century, the Sahel is characterized by a significant rainfall deficit marked by severe droughts in 1972-73 and 1983-84 that have significantly impacted ecosystems, resources and local population. The responses induced by this deficit result in opposite effects according to geographical area. If, in the Sudano-Guinean zone, a reduced surface runoff was observed, the Sahel experienced a paradoxical increase of surface runoff during the same period. Most of the studies aiming at understanding this paradoxical situation have been performed in crop-dominated areas, where the runoff increase has been attributed to land use change following population growth. However, the same phenomenon is also observed in pastoral areas where land use change cannot explain the observed hydrological changes. The objective of this thesis is to study the different processes governing Sahelian hydrology and prioritize their impact on the surface runoff evolution in pastoral areas by means of hydrological modeling. To do this, the KINEROS2 runoff model was applied to the Agoufou watershed. This endorheic watershed is located in the Gourma region, in Mali. It is instrumented by the AMMA-CATCH observatory, which provides most of the necessary data for forcing and evaluating the model. The first part of this work was dedicated to the quantification of the changes occurred over the last 50 years on the Agoufou watershed and its outlet, the Agoufou lake. Land cover maps derived from satellite images and aerial photographs for 1956 and 2011 allowed estimating the changes in surface characteristics. Erosion of shallow soil and degradation of the tiger bush vegetation in favor of the bare soil extension (35 km² between 1956 and 2011) as well as increases in drainage density (× 1.5) and in lake area (534 m² in 1956 to 2 x 106 m² in 2011) were the main changes observed. The discharge evolution over time was quantified from changes in lake's volume, computed via a relationship between the lake's surface estimated by remote sensing and in-situ water height data. This relationship was coupled to a water balance equation, taking into account precipitation, water evaporation and lake's bottom infiltration to quantify the water inflow to the lake. The runoff coefficient of the watershed was shown to increase from 0 % in the 1970s to 5.5% in the 2000s. The second part of this thesis was dedicated to hydrological modeling in order to rank the impact of the surface changes highlighted above on runoff. Series of reference and attribution simulations were performed. The increase in bare soil surfaces associated with a decrease in vegetation largely explains the hydrological changes of the watershed since the 1960s. The development of the drainage network and the crusting of sandy dunes play a less important role on this evolution, while the evolution of daily precipitation reduces runoff over time by more than 34%, which contradicts the observed trend. The mechanisms identified in the Agoufou watershed highlight the pivotal role of the dynamics of the coupled vegetation/erosion/drainage network system and their role in other Sahelian regions, where increased runoff was also observed.; La région sahélienne est caractérisée, depuis la moitié du XXème siècle, par un déficit pluviométrique important marqué par de fortes sécheresses en 1972-73 et en 1983-84 qui ont eu des effets considérables sur l'écosystème, les ressources et la population locale. Les réponses hydrologiques induites par ce déficit se traduisent par des effets contrastés suivant la zone géographique considérée. Si dans la zone soudano-guinéenne, une baisse des écoulements de surface a été observée, la zone sahélienne, paradoxalement, a connu une augmentation de ces écoulements durant la même période. La plupart des études visant à mieux comprendre cette évolution paradoxale ont été effectuées en milieu sahélien cultivé, où l'augmentation du ruissellement a souvent été attribuée au changement d'usage des sols suite aux besoins de la population croissante. Toutefois, ce même phénomène est aussi observable dans les zones majoritairement pastorales où les modifications d'usage des sols ne suffisent pas à expliquer les modifications hydrologiques observées. Les objectifs de cette thèse consistent à étudier, au travers de la modélisation hydrologique, l'évolution conjointe des différents processus régissant l'hydrologie sahélienne et de hiérarchiser leurs impacts sur l'évolution du ruissellement de surface sur les 50 dernières années en milieu pastoral. Pour ce faire, le modèle de ruissellement KINEROS2, a été appliqué au bassin versant d'Agoufou. Ce bassin de type endoréique est situé dans la région du Gourma, au Mali et est instrumenté par le service d'observation AMMA-CATCH qui fournit une partie des données nécessaires au forçage et à l'évaluation du modèle. La première partie de ces travaux a été dédiée à la quantification des changements survenus au cours des 50 dernières années sur ce bassin ainsi qu'au niveau de son exutoire, le lac d'Agoufou. Une cartographie des unités paysagères identifiées à partir d'images satellite et de photographies aérienne, a été réalisée pour les années 1956 et 2011. Cette cartographie a mis en évidence l'évolution des états de surface, marquée par l'érosion des sols peu profonds et la dégradation de la végétation de type brousse tigrée en faveur de l'extension des surfaces de sols nus (+35 km² entre 1956 et 2011) ainsi que par l'augmentation de la densité du réseau de drainage (×1.5) et par celle de la superficie du lac (534 m² en 1956 pour 2×106 m² en 2011). L'évolution du débit au cours du temps a été quantifiée à partir des variations de volume du lac établies via une relation entre les surfaces estimées par télédétection et les hauteurs d'eau mesurées in-situ. Cette relation a été couplée à une équation de bilan d'eau, prenant en compte les précipitations, l'évaporation et l'infiltration sur le lac pour quantifier les apports d'eau à l'exutoire. Nous avons ainsi mis en évidence l'évolution nette du coefficient de ruissellement du bassin qui est passé de 0% dans les années 1970 à 5.5 % dans les années 2000. La deuxième partie de cette thèse a été consacrée à la modélisation hydrologique et à la réalisation de simulations de références et d'attribution des changements observés à différents facteurs. L'augmentation des surfaces de sols nus associée à une diminution de la végétation explique largement l'évolution de l'hydrologie de surface du bassin depuis les années 1960. Le développement du réseau de drainage et l'encroûtement des dunes jouent des rôles secondaires dans cette évolution. En revanche, la variation du régime des pluies, tend à diminuer le ruissellement au cours du temps de plus de 34%. Les mécanismes identifiés sur le bassin d'Agoufou montrent l'importance de la dynamique du système couplé végétation/érosion/réseau hydrique et de leurs rôles sur d'autres bassins Sahéliens où l'augmentation du ruissellement a été également mise en évidence.
Published: 2016

48. Modélisation de l'évolution paradoxale de l'hydrologie sahélienne.: Application au bassin d'Agoufou (Mali)

Author: Gal, Laetitia, Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Paul Sabatier (Toulouse 3), Manuela Grippa, Eric Mougin, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Modeling, runoff, Agoufou, Ruissellement, Modélisation, Sahel, surface conditions, Etats de surface, Paradox, Hydrology, Paradoxe, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Hydrologie, KINEROS-2
Abstract: Since the mid-twentieth century, the Sahel is characterized by a significant rainfall deficit marked by severe droughts in 1972-73 and 1983-84 that have significantly impacted ecosystems, resources and local population. The responses induced by this deficit result in opposite effects according to geographical area. If, in the Sudano-Guinean zone, a reduced surface runoff was observed, the Sahel experienced a paradoxical increase of surface runoff during the same period.Most of the studies aiming at understanding this paradoxical situation have been performed in crop-dominated areas, where the runoff increase has been attributed to land use change following population growth. However, the same phenomenon is also observed in pastoral areas where land use change cannot explain the observed hydrological changes.The objective of this thesis is to study the different processes governing Sahelian hydrology and prioritize their impact on the surface runoff evolution in pastoral areas by means of hydrological modeling. To do this, the KINEROS2 runoff model was applied to the Agoufou watershed. This endorheic watershed is located in the Gourma region, in Mali. It is instrumented by the AMMA-CATCH observatory, which provides most of the necessary data for forcing and evaluating the model.The first part of this work was dedicated to the quantification of the changes occurred over the last 50 years on the Agoufou watershed and its outlet, the Agoufou lake. Land cover maps derived from satellite images and aerial photographs for 1956 and 2011 allowed estimating the changes in surface characteristics. Erosion of shallow soil and degradation of the tiger bush vegetation in favor of the bare soil extension (35 km² between 1956 and 2011) as well as increases in drainage density (× 1.5) and in lake area (534 m² in 1956 to 2 x 106 m² in 2011) were the main changes observed. The discharge evolution over time was quantified from changes in lake's volume, computed via a relationship between the lake’s surface estimated by remote sensing and in-situ water height data. This relationship was coupled to a water balance equation, taking into account precipitation, water evaporation and lake’s bottom infiltration to quantify the water inflow to the lake. The runoff coefficient of the watershed was shown to increase from 0 % in the 1970s to 5.5% in the 2000s.The second part of this thesis was dedicated to hydrological modeling in order to rank the impact of the surface changes highlighted above on runoff. Series of reference and attribution simulations were performed. The increase in bare soil surfaces associated with a decrease in vegetation largely explains the hydrological changes of the watershed since the 1960s. The development of the drainage network and the crusting of sandy dunes play a less important role on this evolution, while the evolution of daily precipitation reduces runoff over time by more than 34%, which contradicts the observed trend.The mechanisms identified in the Agoufou watershed highlight the pivotal role of the dynamics of the coupled vegetation/erosion/drainage network system and their role in other Sahelian regions, where increased runoff was also observed.; La région sahélienne est caractérisée, depuis la moitié du XXème siècle, par un déficit pluviométrique important marqué par de fortes sécheresses en 1972-73 et en 1983-84 qui ont eu des effets considérables sur l’écosystème, les ressources et la population locale. Les réponses hydrologiques induites par ce déficit se traduisent par des effets contrastés suivant la zone géographique considérée. Si dans la zone soudano-guinéenne, une baisse des écoulements de surface a été observée, la zone sahélienne, paradoxalement, a connu une augmentation de ces écoulements durant la même période.La plupart des études visant à mieux comprendre cette évolution paradoxale ont été effectuées en milieu sahélien cultivé, où l’augmentation du ruissellement a souvent été attribuée au changement d’usage des sols suite aux besoins de la population croissante. Toutefois, ce même phénomène est aussi observable dans les zones majoritairement pastorales où les modifications d’usage des sols ne suffisent pas à expliquer les modifications hydrologiques observées.Les objectifs de cette thèse consistent à étudier, au travers de la modélisation hydrologique, l’évolution conjointe des différents processus régissant l’hydrologie sahélienne et de hiérarchiser leurs impacts sur l’évolution du ruissellement de surface sur les 50 dernières années en milieu pastoral. Pour ce faire, le modèle de ruissellement KINEROS2, a été appliqué au bassin versant d’Agoufou. Ce bassin de type endoréique est situé dans la région du Gourma, au Mali et est instrumenté par le service d’observation AMMA-CATCH qui fournit une partie des données nécessaires au forçage et à l’évaluation du modèle.La première partie de ces travaux a été dédiée à la quantification des changements survenus au cours des 50 dernières années sur ce bassin ainsi qu’au niveau de son exutoire, le lac d’Agoufou. Une cartographie des unités paysagères identifiées à partir d’images satellite et de photographies aérienne, a été réalisée pour les années 1956 et 2011. Cette cartographie a mis en évidence l’évolution des états de surface, marquée par l’érosion des sols peu profonds et la dégradation de la végétation de type brousse tigrée en faveur de l’extension des surfaces de sols nus (+35 km² entre 1956 et 2011) ainsi que par l'augmentation de la densité du réseau de drainage (×1.5) et par celle de la superficie du lac (534 m² en 1956 pour 2×106 m² en 2011). L’évolution du débit au cours du temps a été quantifiée à partir des variations de volume du lac établies via une relation entre les surfaces estimées par télédétection et les hauteurs d’eau mesurées in-situ. Cette relation a été couplée à une équation de bilan d’eau, prenant en compte les précipitations, l’évaporation et l’infiltration sur le lac pour quantifier les apports d’eau à l’exutoire. Nous avons ainsi mis en évidence l’évolution nette du coefficient de ruissellement du bassin qui est passé de 0% dans les années 1970 à 5.5 % dans les années 2000.La deuxième partie de cette thèse a été consacrée à la modélisation hydrologique et à la réalisation de simulations de références et d’attribution des changements observés à différents facteurs. L’augmentation des surfaces de sols nus associée à une diminution de la végétation explique largement l’évolution de l’hydrologie de surface du bassin depuis les années 1960. Le développement du réseau de drainage et l’encroûtement des dunes jouent des rôles secondaires dans cette évolution. En revanche, la variation du régime des pluies, tend à diminuer le ruissellement au cours du temps de plus de 34%. Les mécanismes identifiés sur le bassin d’Agoufou montrent l'importance de la dynamique du système couplé végétation/érosion/réseau hydrique et de leurs rôles sur d’autres bassins Sahéliens où l’augmentation du ruissellement a été également mise en évidence.
Published: 2016

49. Impact du forçage pluviométrique sur les inondations du fleuve Niger à Niamey : Etude à partir de données satellitaires et in-situ

Author: Cassé, Claire, Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Paul Sabatier - Toulouse III, Marielle Gosset, Eric Mougin, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Niger river, Changements hydrologiques, Crue Rouge, Niamey, Hydrometeorology, Pluies tropicales, Modélisation hydrologique, Inondations, Hydrological changes, Hydrological modeling, Tropical rain, Floods, Hydrométéorologie, Estimation des précipitations par satellite, Satellite rainfall estimates, Red flood, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, Fleuve Niger
Abstract: Since the development of satellite based remote sensing in the 1970s, many missions have been dedicated to monitoring the terrestrial atmosphere and surfaces. Some of these satellites are dedicated to the Tropics with specific orbits. Megha-Tropiques (MT) is devoted to the water and energy cycle in the tropical atmosphere and provides an enhanced sampling for rainfall estimation in the tropical region. This PhD work was initiated within MT hydro-meteorological activities, with the objective of assessing the hydrological potential of satellite rainfall products in the Tropics. The world most important rivers lay in tropical areas where the in situ observation networks are deficient. Alternative information is therefore needed for water resource management and alert systems. The present work focuses on the Niger River a basin which has undergone drastic climatic variations leading to disasters such as droughts and floods. Since 1950, the Niger has been through 3 main climatic periods: a wet period (1950-1960), a long and intense drought period (1970-1980) and since 1990 a partial recovery of the rainfall. These climatic variations and the anthropic pressure, have modified the hydrological behaviour of the basin. Since 2000, the middle Niger River has been hit by an increase of floods hazards during the so-called Red flood period. In Niamey city, the highest river levels and the longest flooded period were recorded in 2003, 2010, 2012 and 2013, leading to heavy casualties and property damage. This study combines hydrological modelling and a variety of rainfall estimation products (satellite and in-situ) to meet several objectives: (i) the simulation of the Niamey Red flood and the detection of floods (during the recent period 2000-2013) (ii) the study of the propagation of satellite rainfall errors in hydrological modelling (iii) the evaluation of the role of rainfall variability, and surface conditions, in the changes of the Red flood in Niamey since the 50s. The global model ISBA-TRIP, is run with a resolution of 0.5° and 3h, and several rainfall products were used as forcing. Products derived from gauges (KRIG, CPC), pure satellite products (TAPEER, 3B42RT, CMORPH, PERSIANN) and mixed satellite products adjusted by rain gauges (3B42v7, RFE2, PERSIANN-CDR). This work confirms the hydrological potential of satellite rainfall products and proposes an original approach to overcome their biases. It highlights the need for documenting the errors associated with the rainfall products and the error structure. Finally, the hydrological modelling results since the 1950s have given a new understanding of the relative role of rainfall and surface conditions in the drastic increase of flood risk in Niamey.; Depuis le développement des mesures satellites de nombreuses missions spatiales sont dédiées au suivi de l'atmosphère et de la surface terrestre. Ces travaux de thèse s'inscrivent dans le cadre de la mission Megha-Tropiques dédiée au cycle de l'eau et de l'énergie en zone tropicale. L'objectif est d'évaluer le potentiel des estimations de précipitation par satellite pour des applications hydrologiques en zone tropicale. Les Tropiques réunissent les plus grands fleuves du globe, mais ne bénéficient pas de réseaux d'observation in-situ denses et continus permettant une gestion intégrée efficace de la ressource et des systèmes d'alertes. Les estimations des précipitations issues des systèmes d'observation satellite offrent une alternative pour ces bassins peu ou pas instrumentés et souvent exposés aux extrêmes climatiques. C'est le cas du fleuve Niger, qui a subi une grande variabilité climatique depuis les années 1950, mais aussi d'importants changements environnementaux et hydrologiques. Depuis les années 2000, le Niger moyen connaît une recrudescence des inondations pendant la période de crue Rouge (engendrée par ses affluents sahéliens pendant la mousson). A Niamey, des niveaux record de hauteur d'eau et de période d'inondation ont été enregistrés en 2003, 2010, 2012 et 2013, engendrant de nombreuses pertes humaines et matérielles. Ces travaux analysent l'influence du forçage pluviométrique sur les inondations liées à la crue Rouge à Niamey. Une gamme de produits pluviométriques (in situ et satellite) et la modélisation hydrologique (ISBA-TRIP) sont combinés pour étudier : (i) l'apport des produits satellite pour diagnostiquer la crue Rouge récente, (ii) l'impact des caractéristiques des produits et de leurs incertitudes sur les simulations et enfin (iii) l'évaluation du rôle des précipitations, face aux changements de conditions de surface, dans l'évolution de la crue Rouge à Niamey depuis les années 1950. L'étude a mis en évidence l'impact des caractéristiques des estimations des précipitations (cumul, intensité et distribution spatio-temporelle) sur la modélisation hydrologique et le potentiel des produits satellites pour le suivi des inondations. Les caractéristiques des précipitations se propageant dans la modélisation, la détection des inondations est plus efficace avec une approche relative à chaque produit plutôt qu'avec un seuil absolu. Ainsi des produits présentant des biais peuvent être envisagés pour la simulation hydrologique et la détection des inondations. Le nouveau produit TAPEER de la mission MT présente un fort potentiel hydrologique, en 2012 et pour la zone d'étude. D'autre part, l'étude de la propagation de l'erreur associée à ces précipitations a mis en évidence, la nécessité de déterminer la structure du champ d'erreur pour l'utilisation d'une telle information en hydrologie. Enfin la modélisation a été utilisée comme levier pour décomposer les sensibilités de la crue Rouge aux variations des précipitations et des conditions de surface. Pour simuler les changements hydrologiques entre les périodes 1953-1982 et 1983-2012, les changements d'occupation du sol et d'aire de drainage doivent être pris en compte. Puis les variations des précipitations peuvent expliquer les changements majeurs décennaux et annuels entre les années 1983 et 2012.
Published: 2015

50. Etude de la rétrodiffusion altimétrique pour la caractérisation des surfaces et de l'humidité des sols en Afrique de l'Ouest

Author: Fatras, Christophe, Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ONERA - The French Aerospace Lab [Toulouse], ONERA, Université Paul Sabatier - Toulouse III, Frédéric Frappart, Eric Mougin, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
Subjects: Modelization, Radar, Afrique de l'Ouest, SWOT, Satellite, Modélisation, Humidité du sol, Sols, West Africa, Soils, Soil moisture, Altimetry, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, Altimétrie
Abstract: The radar altimetry interferometry satellite SWOT, which is to be launched in 2020, should provide for the first time a global coverage of a close-to-nadir radar altimeter in a few days using the Ka-band. Yet, the use of such a frequency band for continental hydrology is still poorly documented. In particular, the contrast of the backscattering coefficient over soils and over water bodies for nadir and close-to-nadir angles is a major issue. This is the reason for this work. First, the study of the backscattering coefficients from C- and Ku- band altimeters and scatterometers over West Africa has shown that there is a link between the surface soil moistureand the backscattering coefficient. In semi-arid regions, this link is seen through a rise of the backscattering coefficients during the rainy season compared to the dry season. The analysis with ancillary data such as the surface soil moisture and the precipitation estimations has also shown that nadir-looking radars detect more precisely the changes in surface soil moisture compared to side-looking radars. Still with the purpose to better understand the Ka-band surface scattering, poorly documented, two measurement campaigns were led, on the one hand over water surface with controlled roughness, on the other hand over bare soils with monitored roughness and surface soil moisture. In parallel, an altimetry backscattering simulation program has been developed to analyze the effect of a low number of variables on realistic grounds, with the aim of simulating the backscattering coefficient variations. These measurements and simulations were then compared with time series from the satellite altimeter AltiKa, which has been launched in 2013 and works at Ka-band, over different sites representaing the bioclimatic areas of West Africa. It led to a high sensitivity of the Ka-band to changes in the surface soil moisture. It has also been shown that backscattering coefficients at nadir-looking angle from AltiKa over grounds and over water bodies can be similar.; Le satellite altimétrique interférométrique SWOT, dont le lancement est prévu pour 2020, devrait pour la première fois permettre une couverture globale en quelques jours d'un radar proche-nadir en utilisant la bande de fréquence Ka. Or, l'utilisation d'une telle bande de fréquence est encore mal documentée pour l'hydrologie continentale. En particulier, le contraste du coefficient de rétrodiffusion sur les sols et sur les surfaces en eau pour des angles de visée nadir et proche nadir est une problématique majeure. C'est ce qui fait l'objet de ces travaux de thèse. Dans un premier temps, l'étude de la variation des coefficients de rétrodiffusion en provenance d'altimètres en bandes C et Ku et de diffusiomètres utilisant les mêmes bandes de fréquence sur l'Afrique de l'Ouest a montré qu'il existe un lien quantifiable entre l'humidité du sol et le coefficient de rétrodiffusion. En région semi-aride ce lien se manifeste via une hausse des coefficients de rétrodiffusions durant la saison humide par rapport à la saison sèche. L'analyse avec des données annexes d'humidité du sol et de précipitations a pu également montrer que le radar nadir détecte plus précisément les changements d'humidité du sol par rapport à la diffusiométrie radar à visée latérale. Dans le but de mieux comprendre la rétrodiffusion en bande Ka, très peu documentée, deux campagnes de mesures radar ont été réalisées, l'une sur des surfaces en eau à rugosité contrôlée, l'autre sur un terrain contrôlé en rugosité et humidité du sol. En parallèle, un programme de simulation de la rétrodiffusion altimétrique a été développé pour pouvoir analyser les effets d'un faible nombre de variables sur des sols réalistes, dans le but de simuler les variations du coefficient de rétrodiffusion. Ces mesures et ces simulations ont ensuite pu être comparées aux séries temporelles issues du satellite altimétrique AltiKa, fonctionnant en bande Ka et lancé en février 2013, sur différents sites représentatifs des régions bio-climatiques d'Afrique de l'Ouest. Il en ressort que la bande Ka présente une forte sensibilité aux changements d'humidité du sol. Il est également montré que les coefficients de rétrodiffusion en provenance d'AltiKa sur les sols et sur l'eau peuvent être similaires au nadir.
Published: 2015

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