Caracterisation et prevision a 3d de la turbulence optique par un modele atmospherique non-hydrostatique : application a la haute resolution angulaire au sol

Optical turbulence 3d caracterization and forecasting by a non-hydrostatic atmospherical model : application to high angular resolution for ground-based astronomy

• Auteur / Autrice : Elena Masciadri
• Direction : Jean Vernin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Nice

Résumé

La prevision et la caracterisation tridimensionnelle de la turbulence optique trouvent plusieurs applications dans la haute resolution angulaire en astronomie depuis le sol. Parmi les plus importantes il y a le flexible-scheduling c'est-a-dire l'optimisation de la gestion du temps d'observation pres des telescopes, basee sur l'adaptation des modes d'observation (imagerie, interferometrie et spectroscopie) a l'etat de la turbulence optique qui affecte le front d'onde provenant des sources observees. Pour cela il n'est pas suffisant de mesurer la turbulence optique mais il est aussi necessaire de prevoir son etat en la liant aux champs a grande echelle des parametres meteorologiques classiques (p, t, v$$, h). Jusqu'a aujourd'hui on n'a pas encore atteint ce but parce que les fluctuations spatio-temporelles de la turbulence optique sont beaucoup plus petites que la resolution maximum atteinte par les modeles atmospheriques de prevision. Dans cette these on propose d'utiliser un modele non-hydrostatique (meso-nh) a resolution horizontale sub-kilometrique couple avec un modele orographique pour prevoir l'etat de la turbulence optique dans une region tridimensionnelle autour d'un telescope. Le principe de validation de la technique numerique consiste a initialiser le modele avec un profil vertical des donnees meteorologiques (radiosondages ou analyses du european center for medium weather forecastings) non perturbe par le relief et extrapoles sur toute la surface analysee. Apres l'adaptation de l'ecoulement au terrain on compare les simulations avec des mesures optiques effectuees in-situ. Pour la premiere fois le modele a ete teste avec des profils verticaux de turbulence optique issus de deux campagnes d'observations au paranal (chili) en mai 93 et au roque de los muchachos (iles canaries) en novembre 95. Trois applications du meso-nh a la gestion optimisee du temps d'observation sont proposees : la prevision a 24 heures (nuit suivante), la prevision a 6 heures (meme nuit) et l'analyse en temps reel.