Fusion des observations satellitaires SMOS et NISAR pour la caractérisation des milieux humides et l'amélioration du suivi de l'humidité des sols dans les régions boréales et subarctiques

Les régions boréales et subarctiques constituent l'un des principaux réservoirs d'eau douce et de carbone de la planète et jouent un rôle déterminant dans les rétroactions entre les surfaces continentales et le climat. Elles sont caractérisées par une forte hétérogénéité des paysages, résultant de l'alternance de forêts, de lacs, de tourbières, de marais et de zones temporairement inondées. Ces milieux humides exercent une influence majeure sur les échanges d'eau, d'énergie et de carbone avec l'atmosphère et contrôlent en partie les émissions naturelles de méthane. Dans un contexte d'amplification du réchauffement climatique aux hautes latitudes, leur évolution représente un enjeu majeur pour la compréhension des changements environnementaux en cours. Les observations satellitaires en bande L offrent des capacités uniques pour le suivi de l'humidité des sols grâce à leur faible sensibilité aux conditions atmosphériques et à leur capacité de pénétration dans le couvert végétal. Depuis 2009, la mission SMOS [1] fournit une série temporelle globale de températures de brillance qui constitue aujourd'hui une référence pour l'estimation de l'humidité des sols à l'échelle mondiale. Toutefois, la résolution spatiale des observations, de l'ordre de plusieurs dizaines de kilomètres, limite fortement leur utilisation dans les régions boréales où l'organisation spatiale des paysages est particulièrement complexe. Les milieux humides, souvent distribués sous la forme d'une mosaïque de petites unités paysagères, sont imparfaitement représentés dans les modèles d'émission et dans les algorithmes d'inversion, ce qui se traduit par des biais importants dans les produits d'humidité des sols [2,3]. L'arrivée de la mission NISAR [4] constitue une opportunité majeure pour dépasser ces limitations. Les observations radar en bande L, acquises à haute résolution spatiale, permettront de caractériser avec une précision inédite les eaux de surface et les milieux humides des hautes latitudes. Leur combinaison avec les observations passives de SMOS ouvre ainsi la voie au développement de nouvelles approches de fusion de données capables de mieux représenter l'hétérogénéité des surfaces continentales et d'améliorer les produits géophysiques dérivés des observations en bande L. L'objectif de cette thèse est de développer une approche intégrée combinant les observations issues de SMOS et de NISAR afin d'améliorer la caractérisation des milieux humides, d'augmenter la résolution spatiale des produits SMOS et de produire une nouvelle série temporelle d'humidité des sols adaptée à l'étude des changements environnementaux dans les régions boréales et subarctiques. École doctorale : SDU2E - Sciences de l'Univers, de l'Environnement et de l'Espace Direction : Arnaud MIALON Financement : MSCA COFUND BEST