La première étape avant l'assimilation des Températures de Brillance (TB) en bande L de SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) sur les continents est de coupler un modèle de surface continentale avec un modèle d'émission micro-ondes. Dans cette étude, le modèle de surface ISBA (Interaction between Soil Biosphere and Atmophere) est couplé avec le modèle d'émission micro-ondes CMEM (Community Microwave Emission Model). Les simulations de TB sont effectuées sur une période trois ans sur le sol nu du site de SMOSREX (Surface Monitoring Of the Soil Reservoir EXperiment) situé dans le Sud-Ouest de la France. Les modèles ISBA et CMEM présentes plusieurs options pour la représentation des profils d'humidité et de température du sol. Une simulation considérant 2 couches de sol est comparée à des simulations multi-couches. Dans la simulation 2 couches, le sol est divisé en deux couches : une fine couche superficielle et un réservoir. De plus, les lois de Fresnel sont utilisées dans CMEM pour calculer l'émissivité de surface lisse. Dans les simulations multi-couches, le modèle ISBA avec un schéma de diffusion est utilisé et 11 couches de sol sont représentées. Dans CMEM, la configuration de Wilheit (1978) est utilisée pour calculer l'émissivité de surface lisse.

Les simulations de TB sont comparées aux observations de TB présentes sur le site de SMOSREX à plusieurs angles et aux polarisations H et V. Il s'avère que les TB calculées grâce au modèle multi-couches se corrèlent mieux aux observations que les TB simulées par le modèle 2 couches. Ce résultat est partiellement dû à une meilleure représentation du profil de l'humidité du sol. Cependant, le cycle saisonnier des TB calculées grâce au modèle multi-couches n'est pas satisfaisant. Mais, en prenant en compte l'humidité du sol dans le calcul de la rugosité, le cycle saisonnier des températures de brillance est amélioré.

Finalement, le modèle multi-couches est aussi utilisé pour quantifier la profondeur de pénétration du signal en bande L. Quatre expériences ont été menées avec quatre textures de sol différentes : (1) texture du sol de SMOSREX, (2) 100% de sable, (3) 100% d'argile et (4) 100% de limon. Dans ces quatre simulations, la profondeur de pénétration du signal est plus grande pour les mois de Mai à Octobre. Le signal se propage plus profondément lorsque le sol est composé uniquement de sable. Pour un sol composé uniquement d'argile, seuls les 15 premiers centimètres de sol jouent un rôle significatif.