Etude théorique et expérimentale des propriétés optiques et radiatives des cirrus PDF Download
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Author: Hélène Chepfer
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Category :
Languages : fr
Pages : 394
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Book Description
La comparaison des différentes mesures avec les modeles montre que les données de polarisation (POLDER et lidar) sont très discriminantes pour la microphysique (forme, taille, orientation des cristaux), et que la combinaison de différentes mesures permet de réduire le nombre de modèles susceptibles de les expliquer. Une étude de sensibilité du forçage radiatif met en évidence l'impact important de l'orientation préférentielle des cristaux de glace dans le cirrus.
Author: Hélène Chepfer
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Languages : fr
Pages : 394
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Book Description
La comparaison des différentes mesures avec les modeles montre que les données de polarisation (POLDER et lidar) sont très discriminantes pour la microphysique (forme, taille, orientation des cristaux), et que la combinaison de différentes mesures permet de réduire le nombre de modèles susceptibles de les expliquer. Une étude de sensibilité du forçage radiatif met en évidence l'impact important de l'orientation préférentielle des cristaux de glace dans le cirrus.
Author: Odran Sourdeval
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Category :
Languages : fr
Pages : 220
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Book Description
Les nuages de glace de type cirrus sont reconnus comme ayant un impact radiatif important mais encore mal déterminé sur le système Terre-atmosphère. Récemment, la constellation de satellites A-Train a efficacement contribué à leur étude, grâce un panel d’instruments en parfaite synergie les uns avec les autres. Dans cette thèse, nous proposons d’utiliser l’instrumentation de l’A-Train afin d’étudier les propriétés optiques et radiatives des cirrus. Dans un premier temps, des données issues de deux campagnes aéroportées sont utilisées, afin d’effectuer une validation des mesures du radiomètre infrarouge spatial IIR. Nous montrons de très bonnes similitudes entre les mesures radiométriques aéroportées et spatiales, ce qui permet de conclure à la validation de ces dernières. Une seconde étude présente un algorithme développé dans le but de restituer l’épaisseur optique des cirrus et la dimension effective des cristaux qui les composent, à partir des mesures de IIR. Nous montrons que ses résultats sont en accord avec des mesures in situ et des produits opérationnels, mais remarquons cependant que leur qualité pourrait être améliorée dans l’hypothèse d’une meilleure connaissance des propriétés de nuages d’eau liquide sous-jacents. Une troisième étude propose donc une amélioration de cet algorithme, permettant de restituer simultanément les propriétés d’une couche de nuage de glace et de deux couches de nuage d’eau liquide. Cet algorithme ’multi-couches’ est appliqué sur un grand nombre de cas, de manière à juger efficacement de la qualité de ses résultats. Des comparaisons avec divers produits opérationnels montrent une bonne cohérence de nos restitutions.
Author: Gérard Brogniez
Publisher:
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Languages : en
Pages : 351
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Book Description
Pour améliorer la connaissance des nuages de cristaux de glace de la haute troposphère, des programmes de recherche internationaux de grande ampleur ont été mis en place ces dernières années. Ce travail s'inscrit dans le cadre de l'expérience ICE (International Cirrus Experiment) et de la campagne en préparation EUCREX (EUropean Cloud and Radiation EXperiment). Le seul moyen permettant une étude globale, à l'échelle planétaire des cirrus est l'observation satellitaire. Ceci a nécessité la mise au point de codes radiatifs adaptés au cas des particules non sphériques. Nous avons étudié des modèles de tels nuages, en faisant en premier lieu l'hypothèse qu'ils sont composés de cristaux de glace de forme cylindrique. Ces résultats ont été utilisés pour interpréter l'observation satellitaire des cirrus semi-transparents. Cette application concerne la télédétection satellitaire à l'aide des canaux infrarouges à 11 μm et 12 μm du radiomètre AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) porté sur le satellite NOAA 9 (National Oceanic and Atmospheric Administration). Afin d'effectuer une modélisation plus fine des cirrus, nous avons fait ensuite l'hypothèse qu'ils sont constitués de cristaux, dont la structure de base est hexagonale. Nous avons utilisé tout un ensemble d'observations radiatives (lidar, radiométrie infrarouge et visible) pour caractériser les propriétés optiques moyennes d'un cirrus, des caractéristiques microphysiques ont été déduites et sont tout à fait en accord avec l'interprétation des observations satellitaires. Nous avons étudié le cas où les particules de glace ont une orientation privilégiée dans le cirrus. Le calcul approché du transfert radiatif dans un tel milieu a été mis au point et les effets radiatifs dus à cette anisotropie ont été quantifiés
Author: Vincent Giraud
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Languages : fr
Pages : 202
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Les simulations de l'impact climatique des nuages ont, en particulier, mis en evidence le role critique des cirrus sur le bilan radiatif de la terre. La prise en compte de facon realiste de ce type de nuages dans les modeles de circulation generale (gcm) n'est pas encore possible, principalement a cause du manque d'observation de la microphysique des cirrus a l'echelle du globe. De plus, les caracteristiques microphysiques assimilables dans ces modeles sont necessairement representatives d'une microphysique simplifiee qui doit neanmoins permettre de simuler l'influence des cirrus sur le rayonnement. C'est cette microphysique qu'il est necessaire d'observer a l'echelle de la planete. C'est dans cette perspective que ce travail a ete effectue. Il consiste en l'elaboration d'une procedure de traitement permettant (i) la detection des cirrus et (ii) la recherche de leurs caracteristiques microphysiques, a partir des mesures du radiometre avhrr embarque sur les satellites noaa. Sur les images avhrr, les pixels couverts par des cirrus sont detectes par une methode de classification statistique (nuees dynamiques). Elle permet de differencier les principaux types de nuages a partir de leurs proprietes spectrales (visible et infrarouge) et spatiales (variances sur 9 pixels voisins dans le visible et l'infrarouge). Sur les zones couvertes par des cirrus, nous recherchons une caracteristique microphysique qui permet de simuler au mieux le rayonnement mesure dans les deux canaux de l'avhrr situes dans la fenetre infrarouge thermique (10-12 m). Pour chaque zone, cette caracteristique est representative de la microphysique des parties semi-transparentes du cirrus le plus froid et qui possede les particules les plus petites. Si nous assimilons la forme des cristaux a des spheres de glace, la caracteristique microphysique ainsi obtenue permet de deduire le diametre effectif des particules. Notre procedure de traitement a ete appliquee sur un ensemble de 21 images representatives de conditions meteorologiques de latitudes moyennes. Sur ces images, nous avons observe, dans certains cirrus, des zones de forte concentration de tres petites particules. Les cristaux les plus petits, de diametre effectif compris entre 10 et 20 m, ont ete observees seulement pour des cirrus de temperature superieure a 230 k.
Author: PATRICK.. CHERVET
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Languages : fr
Pages : 220
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L'EFFET DE LA FORME COMPLEXE DES CRISTAUX DE GLACE EST UNE INCONNUE MAJEURE DANS LE TRAITEMENT DES PROPRIETES RADIATIVE DES CIRRUS. NOUS AVONS DONC ETUDIE L'EFFET DE LA FORME ET DE L'ORIENTATION DES CRISTAUX DE GLACE DE TYPE BULLETS ROSETTES SUR LES PROPRIETES RADIATIVES DES CIRRUS DANS LE DOMAINE VISIBLE ET INFRAROUGE. NOUS AVONS CONFIRME DANS LE DOMAINE VISIBLE QUE LA FONCTION DE PHASE DE DIFFUSION DES CRISTAUX DE GLACE ORIENTES ALEATOIREMENT DANS L'ESPACE (3D) VARIE TRES PEU EN FONCTION DE LA FORME DES CRISTAUX. DANS LE CAS D'UNE ORIENTATION PREFERENTIELLE DES BULLETS ROSETTES (2D), ELLE VARIE FORTEMENT EN FONCTION DES DIMENSIONS, DE LA FORME DES CRISTAUX ET DE L'ELEVATION SOLAIRE. LES PROPRIETES DE DIFFUSION DES CRISTAUX DE GLACE (3D) DANS L'INFRAROUGE (PROCHE OU THERMIQUE) VARIENT AVEC LA FORME ET LA TAILLE DES CRISTAUX DE GLACE. LA FORME ET L'ORIENTATION DES BULLETS ROSETTES AFFECTENT FORTEMENT LES FLUX RADIATIFS DES CIRRUS DANS LE DOMAINE VISIBLE. LES VARIATIONS RELATIVES PEUVENT ATTEINDRE PLUSIEURS DIZAINES DE POURCENTS ET DEPENDENT FORTEMENT DE L'ANGLE SOLAIRE ET DE LA VALEUR DE L'EPAISSEUR OPTIQUE. EN EXAMINANT LES INTENSITES BIDIRECTIONNELLES, IL EST POSSIBLE DE DISTINGUER LES NUAGES POUVANT ETRE CONSIDERES COMME COMPOSES DE CRISTAUX DE GLACE EN 3D OU EN 2D. LES PROPRIETES D'EMISSION DES CIRRUS DANS LE PROCHE INFRAROUGE SONT TRES SENSIBLES AUX DIMENSIONS DES CRISTAUX. PAR CONTRE, LES EFFETS DE LA FORME ET DES DIMENSIONS DES BULLETS ROSETTES SONT DU MEME ORDRE DE GRANDEUR POUR L'INFRAROUGE THERMIQUE. IL PARAIT DONC TOUT A FAIT POSSIBLE DE DETERMINER UNE DIMENSION EQUIVALENTE A PARTIR DE MESURES SATELLITAIRES EN CONSIDERANT DES NUAGES DE GLACE CONSTITUES DE BULLETS ROSETTES
Author: Rita Nohra
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Les nuages représentent l'une des principales sources d'incertitudes pour l'étude de l'évolution du climat (IPCC, 2013). Les cirrus constituent un groupe particulier de nuages, majoritairement composés de cristaux de glace, et ils recouvrent environ 30 % du globe terrestre. Leur haute altitude et la complexité de leurs compositions microphysiques rendent difficile la caractérisation de leurs propriétés. De manière générale, ils contribuent au bilan radiatif terrestre avec un effet d'albédo relativement faible et un effet de serre plus important, mais leur impact climatique reste difficile à quantifier. Il est donc indispensable d'étudier les cirrus et de connaître leurs propriétés afin de mieux quantifier leur forçage radiatif. Depuis 2006 le LOA possède une station d'observation atmosphérique équipée d'un micro-lidar à 532 nm. L'objectif de ce travail de thèse est d'étudier les nuages de glace en exploitant les mesures issues du micro-lidar sur le site d'observation de Lille. Nous avons développé un algorithme de détection et de caractérisation des cirrus à partir des mesures lidar sol. Sept années d'observations ont ensuite été traitées avec cet algorithme, ce qui a permis d'établir une climatologie des cirrus observés au-dessus de Lille. Ensuite nous avons appliqué cet algorithme aux données issues d'un micro-lidar sur le site de M'bour (Sénégal), afin de différencier les caractéristiques des cirrus observés sur les deux sites. Finalement, les résultats obtenus pour les sept ans de données sur le site de Lille ont été comparés aux données établies par le lidar CALIOP embarqué sur la plate-forme satellitaire CALIPSO, montrant un accord entre les deux résultats.
Author: Vincent Noe͏̈l
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Languages : fr
Pages : 159
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Book Description
Author: Edouard Martins
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Languages : fr
Pages : 133
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Book Description
Dans cette thèse, nous étudions la couverture spatiale globale des nuages de glace et les propriétés optiques des cristaux qui les composent à partir des observations collectées par le lidar CALIOP (Cloud-Aerosol LIdar with Orthogonal Polarization) embarqué sur la plate-forme satellitale CALIPSO (Cloud Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations). Une attention particulière est donnée aux cirrus les plus fins optiquement : les cirrus subvisibles (τ ≤ 0.03). La première partie du travail de thèse a consisté à développer un algorithme de détection de cirrus (dont les cirrus subvisibles) à partir des profils de rétrodiffusion mesurés par CALIOP. Deux années et demi d’observations collectées par CALIOP ont été traitées avec cet algorithme, ce qui a permis d’étudier la part des nuages de glace fins (τ
Author: Peter Hess
Publisher: Springer
ISBN: 9783662137048
Category : Science
Languages : en
Pages : 575
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Book Description
photoacoustic and Photothermal Phenomena contains reviews and a large numberof selected contributed papers reporting progress in the application of new photoacoustic and photo- thermal techniques in physics, chemistry, biology, medicine and materials science. Theoretical and experimental work is presented on spectroscopy, kinetics and relaxation, trace analysis, mass and heat transport, surfaces and thin films, nondestructive evaluation,ultrasonics and semiconductors.
Author: J.A. Holtet
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9400952953
Category : Science
Languages : en
Pages : 427
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Book Description
These proceedings are based upon introductory talks, research reports and discussions from the NATO Advanced Workshop on the "Morphology and Dynamics of the Polar Cusp", held at Lillehammer, Norway, 7-12 May, 1984. The upper atmosphere at high latitudes is called the "Earth's win dow to outer space". Through various electrodynamic coupling process es as well as through direct transfer of particles many geophysical effects displayed there are direct manifestations of phenomena occurring in the deep space. The high latitude ionosphere will also exert a feedback on the regions of the magnetosphere and atmosphere to which it is coupled, acting as a momentum and energy source and sink, and a source of particles. Of particular interest are the sections of the near space known as the Polar Cusp. A vast portion of the earth's magnetic field envelope is electrically connected to these regions. This geometry results in a spatial mapping of the magnetospheric pro cesses and a focusing on to the ionosphere. In the Polar Cusps the solar wind plasma has also direct access to the upper atmosphere. The polar regions are thus of extreme importance when it comes to under standing the physical processes in the near space and their effect on our environment. The Introductory Talks given at this workshop provided a common background for discussing and understanding the physics of the Polar Cusp. By this book we will make the information which thus was provid ed to the participants of the workshop accessible to a wider audience.
