Restitution de l'eau liquide nuageuse par radiometrie hyperfrequence

Retrieval of integrated cloud liquid water path from passive microwave radiometry

• Auteur / Autrice : ELISABETH GERARD
• Direction : Laurence Eymard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Des algorithmes de restitution du contenu integre en eau liquide sont etablis pour les radiometres hyperfrequences spatiaux ssm/i et atsr/m et un radiometre au sol sur une base de donnees synthetique: les temperatures de brillance sont simulees sur environ 10000 profils atmospheriques issus du modele de prevision du cepmmt a l'aide d'un modele de transfert radiatif et les contenus integres en eau liquide sont calcules sur les profils provenant d'une ancienne version du schema de nuages pronostique operationnel. Une etude prealable montre que l'ajustement des profils nuageux sur des radiosondages, de maniere a expliquer les temperatures de brillance mesurees par le radiometre au sol, conduit a restituer des contenus realistes par rapport aux valeurs suggerees par la litterature et aux mesures aeroportees. La comparaison des temperatures de brillance simulees sur des profils d'eau liquide diagnostiques et pronostiques du modele du cepmmt aux temperatures de brillance mesurees par ssm/i montre que les deux schemas de nuages produisent des contenus realistes. Cependant la base pronostique est plus appropriee qu'une base diagnostique issue du modele du cepmmt ou d'un echantillon restreint de radiosondages. Une regression multilineaire est appliquee sur les temperatures de brillance pour calculer les coefficients des algorithmes. L'erreur residuelle des regressions avec bruit instrumental est de 2. 5 mg/cm#2 pour ssm/i, 3. 5 mg/cm#2 pour atsr/m et 3 mg/cm#2 pour le radiometre au sol. La forme des variables de regression est discutee ; la forme loglineaire est adequate pour transformer le probleme non lineaire en un probleme lineaire pour des contenus inferieurs a 80 mg/cm#2. L'algorithme pour le radiometre au sol restitue des contenus voisins de ceux obtenus a partir des mesures aeroportees et de simulations directes lors de la campagne semaphore. Un test de coherence est realise pour atsr/m sur des situations de ciel clair detectees par les mesures coincidentes du radiometre infrarouge atsr/ir a bord de la meme plate-forme. Les contenus restitues ne sont pas strictement nuls, mais on ne denote pas de dependance anormale vis-a-vis de la latitude. Les restitutions de l'algorithme pour ssm/i sont comparees a la classification nuageuse de meteosat. L'algorithme restitue des contenus systematiquement nuls la ou la classification detecte la surface oceanique lors de l'experience semaphore. Dans d'autres classes (nuages bas stratiformes, nuages moyens, etc. ), les restitutions sont consistantes avec les donnees meteosat, mais avec une legere surestimation des points d'air clair, probablement imputable aux erreurs de collocalisation et evolution temporelle des mesures de ssm/i et meteosat. Enfin une tentative d'amelioration de la precision des algorithmes est mise en uvre, en couplant mesures hyperfrequences et optiques ; les algorithmes des radiometres spatiaux sont legerement sensibles a la temperature avoisinant le sommet des nuages chauds