Etude de l'estimation des profils de taux précipitants restitués à partir des bases de données micro-ondes passives (TRMM) : effet de la distribution des tailles de gouttes

• Auteur / Autrice : Dorothée Coppens
• Direction : Michel Desbois, Ziad Haddad
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Palaiseau, Ecole polytechnique
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Jobard, Vincent Cassé
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Peter John Bauer, Henri Sauvageot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Radiomètres

Satellites météorologiques

Précipitations (météorologie)

Résumé

Dans le cadre de la mission TRMM, qui signifie tropical rainfall measuring mission, dont le satellite a été lancé en novembre 1997, on s'est intéressée a l'étude de l'estimation des taux précipitants a partir de ces mesures micro-ondes passives. A bord de ce satellite, le radiomètre micro-ondes multifréquences tmi (trmm microwave imager) mesure le rayonnement terrestre et atmosphérique a cinq fréquences dont quatre sont doublement polarisées. Le but de cette thèse est d'étudier la restitution des profils de taux précipitants (pluie) a partir des températures de brillance que ce radiomètre fournit. Parce que la relation qui lie la pluie aux températures de brillance est fortement non-linéaire et difficilement inversible, la grande majorité des algorithmes de restitution utilisent une base de données construite au préalable a l'aide de modèles de nuages. Connaitre l'incertitude intrinsèques des taux précipitants permet de connaitre les limites de ces estimations, ce qui permet de connaitre précisément la manière de moyenner ces taux précipitants, sur combien de jours et sur quelle surface, de façon a obtenir une bonne précision des estimations sans gâcher de l'information. Ces incertitudes permettent également de savoir comment les combiner correctement plusieurs autres paramètres physiques. Nous avons montré qu'en utilisant la base de données TRMM, l'incertitude intrinsèque que cette démarche de restitution entraine, est de 55% minimum sur les taux précipitants estimes, allant jusqu'a plus de 100% pour les faibles pluies. De plus, nous avons également montre que la distribution de la taille des gouttes avait un effet important sur les températures de brillance, et que, en particulier, la distribution de Marshall-palmer qui la distribution la plus couramment utilisée, qui a donc été utilisée pour construire la base de données TRMM, entrainait une forte sous-estimation des taux précipitants. Nous avons également montré que la distribution des températures de brillance de la base de données TRMM n'était pas tout-a-fait représentative de ce qui pouvait être observe par le radiomètre tmi. C'est pourquoi nous avons développé une méthode de comparaison qui nous a permis, en particulier, d'indiquer les profils manquants dans la base de données TRMM. Pour finir, nous avons développé un algorithme de restitution des taux précipitants qui utilise des combinaisons linéaires de températures de brillance. Ceci nous a permis également de faire une comparaison entre les différentes combinaisons trouvées dans le but d'étudier la priorité des canaux micro-ondes passives pour la restitution de la pluie.