Thèse soutenue

Apport des observations satellitaires hyperspectrales infrarouges IASI au-dessus des continents dans le modèle météorologique à échelle convective AROME

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Auteur / Autrice : Niama Boukachaba
Direction : Vincent GuidardNadia Fourrié
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Océan, atmosphère, climat
Date : Soutenance le 25/09/2017
Etablissement(s) : Toulouse, INPT
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l’univers, de l’environnement et de l’espace (Toulouse)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (Toulouse)
Jury : Président / Présidente : Fatima Karbou
Examinateurs / Examinatrices : Vincent Guidard, Nadia Fourrié
Rapporteurs / Rapporteuses : Cathy Clerbaux, Patricia de Rosnay, Thomas August

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Le sondeur infrarouge hyperspectral IASI (Interféromètre Atmosphérique de Sondage Infrarouge, développé conjointement par le CNES et EUMETSAT et embarqué à bord des satellites défilants Metop A, Metop B et très prochainement Metop C (2006, 2012 et 2018, respectivement)) apporte une très grande quantité d’informations permettant, entre autres, de décrire finement les paramètres de surface (température et émissivité sur une large gamme de longueurs d’onde). Néanmoins, les prévisions de température des surfaces continentales ne sont pas encore suffisamment réalistes pour utiliser l’information infrarouge en basse troposphère et proche de la surface au-dessus des continents car les radiances sensibles à ces régions sont fortement affectées par la variation des paramètres de surface (tels que la température, l’émissivité et l’humidité) et par la présence des nuages. Ceci peut conduire à un écart parfois important entre les observations et les simulations, conduisant à un rejet important des observations et à une mauvaise détection nuageuse. De ce fait, l’objectif principal de la thèse est l’amélioration des analyses et des prévisions par l’augmentation des observations IASI assimilées sur les continents dans le modèle à aire limitée AROME. La première partie du travail s’est focalisée sur l’identification du canal IASI le plus approprié à la restitution de la tempèrature de surface (Ts). En poursuivant les travaux de thèse de [Vincensini, 2013], cinq canaux IASI localisés entre 901.50 cm−1 et 1115.75 cm−1 ont été sélectionnés pour une meilleure prise en compte des basses couches de l’atmosphère plus particulièrement en termes de température et d’humidité. La restitution de la Ts s’est faite par inversion de l’équation du transfert radiatif [Karbou et al., 2006] en utilisant le modèle de transfert radiatif RTTOV et l’atlas d’émissivité développé par l’université de Wisconsin. Le canal IASI 1194 (943.25 cm−1) a été retenu pour la restitution des Ts suite à une série de comparaisons effectuées entre la Ts restituée à partir des différents canaux IASI sélectionnés et celle de l’ébauche. Aussi, des comparaisons ont été réalisées entre les Ts restituées à partir de IASI et celles restituées à partir de SEVIRI et de AVHRR. La seconde partie du travail a reposé sur l’étude de l’impact de l’utilisation de la Ts restituée à partir du canal IASI 1194 dans les processus de simulation et d’assimilation des canaux IASI utilisés dans les modèles de prévision numérique du temps de Météo-France (AROME et ARPEGE). La Ts restituée à partir du canal IASI 1194 a été intégrée dans le modèle RTTOV pour améliorer les simulations des autres observations IASI sensibles à la surface. L’impact sur la détection nuageuse issue de l’algorithme de [McNally and Watts, 2003] a également été évalué. Par la suite, d’autres expériences ont été menés pour étudier l’impact de l’utilisation des Ts restituées sur l’assimilation de données et sur l’amélioration de la sélection des canaux IASI sur terre dans le modèle AROME. L’impact sur les analyses et les prévisions ont été également décrits.