Multiscale analysis of existing actual evapotranspiration products over agropastoral Sahel
2025
Etchanchu, Jordi | Demarty, Jérôme | Dezetter, Alain | Farhani, Nesrine | Thiam, Pape Biteye | Allies, Aubin | Bodian, Ansoumana | Boulet, Gilles | Chahinian, Nanée | Diop, Lamine | Mainassara, Ibrahim | Ndiaye, Pape Malick | Ollivier, Chloé | Olioso, Albert | Roupsard, Olivier | Hydrosciences Montpellier (HSM) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM) | Institut de Recherche pour le Développement (IRD) | EARTHDAILY AGRO ; Earth Daily Agro | Université Gaston Berger de Saint-Louis Sénégal (UGB) | 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)-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) | Ecole Pour l'Informatique et les Techniques Avancées (EPITA) | Laboratoire de Recherche de l'EPITA (LRE) ; Ecole Pour l'Informatique et les Techniques Avancées (EPITA) | Bases de données et traitement des langues naturelles (BDTLN) ; Laboratoire d'Informatique Fondamentale et Appliquée de Tours (LIFAT) ; Université de Tours (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Centre Val de Loire (INSA CVL) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Tours (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Centre Val de Loire (INSA CVL) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA) | Ecologie des Forêts Méditerranéennes (URFM) ; Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE) | UMR Eco&Sols [Dakar, Senegal] ; Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols) ; Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier ; Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier ; Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro) | Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols) ; Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier ; Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro) | LMI IESOL Intensification Ecologique des Sols Cultivés en Afrique de l’Ouest [Dakar] (IESOL) ; Institut de recherche pour le développement (IRD [Sénégal]) | ANR-22-PEXF-0004,RIFT,Support to experimental infrastrucure (flux towers)(2022)
International audience
显示更多 [+] 显示较少 [-]英语. Understanding the spatiotemporal variability of actual evapotranspiration (ET) is a critical issue for better water resources management from plot to basin scale. It is particularly true in the Sahelian region which is very vulnerable in terms of water and agricultural resources, but also very scarcely monitored. This study aims to improve understanding of ET in Sahelian agrosystems by comparing twenty ET products and collections on two areas in Central Senegal and South-Western Niger: Breathing Earth System Simulation (BESS), Derive Optimal Linear Combination Evapotranspiration (DOLCE) v2.1 and v3.0, ERA5 and ERA5-Land, FLUXCOM-RS, Global Land Data Assimilation System (GLDAS) on Noah and Catchment Land Surface Model (CLSM), Global Land Evaporation: the Amsterdam Methodology (GLEAM) v3.5a, v3.5b, v3.6a and v3.6b, Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications v2 (MERRA-2), MODIS Global Evapotranspiration products (MOD16/MYD16), Penman-Monteith Leuning version 2 (PML_V2) v0.1 and v0.1.7, Reliability Ensemble Averaging (REA), Simplified Surface Energy Balance for operational applications (SSEBop) and Water Productivity through Open access of Remotely sensed derived data (WaPOR). In order to assess the abilities and drawbacks of each product, a multi-scale analysis is first performed at local scale with different temporal aggregation levels (daily, decadal, monthly). The best performing products, like GLEAM, MERRA-2 or GLDAS-Noah, have low spatial resolution (≥0.25°), but shows really good agreement with ET measurements (RMSE ∼ 0.5 mm.d-1, R2 ≥ 0.8). A multi-scale spatial analysis with different spatial aggregation levels (1, 10 and 25 km) is then performed on interannual composite maps of annual and seasonal ET. Results highlight the different spatiotemporal behaviour of all the products. Products such as ERA5-Land and PML_V2 0.1.7 stand out in this comparison as their higher resolution allows them to describe the spatial patterns of ET realistically and more precisely while having relatively good performances at local scale (RMSE ∼ 0.6 mm.d-1, R2 ≥ 0.7). Overall, the comparison highlights the need to consider soil moisture to accurately estimate ET in the Sahelian region, as the products considering it generally show better performances. It also points out the lack of a high quality and resolution ET product over the Sahel. Future satellite missions, as well as data fusion techniques, could help to fill up this gap and propose a reference product on Sahelian ecosystems.
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