3 Novembre 2014

Bilan radiatif de la Terre, Vapeur d'Eau & Nuages

Nuages

Les modèles utilisés pour prédire les changements potentiels du climat liés aux gaz à effet de serre et aux aérosols anthropogéniques requièrent une description réaliste de la couverture nuageuse globale et de ses propriétés associées.

Les réflectances polarisées et bidirectionnelles des nuages sont analysées pour améliorer la caractérisation de leur propriétés à la fois macrophysiques (structure tri-dimensionnelle, validité de l'hypothèse plan-parallèle) et microphysiques (phase - eau ou glace -, forme et taille des particules).

Les propriétés des nuages dérivées de Polder, telles que le couvert nuageux, la phase des nuages, l'épaisseur optique des nuages, la pression des nuages (calculée par deux méthodes différentes) tentent de contribuer à une meilleure climatologie des nuages à une échelle globale.

 Composition des
réflectances totales
à 443, 670 et 865 nm
Composition des
réflectances polarisées
à 443, 670 et 865 nm
Bancs de stratocumulus au large de la côte du Chili (12 Nov. 1996). Sur l'image polarisée, l'irisation à l'intérieur de l'arc brillant (angle de diffusion à 140°) peut être utilisée pour une détermination très précise de la taille des gouttes du nuage (source: LSCE).
 
Dépression au-dessus de l'Océan Indien Sud (28 Nov. 1996). Le nuage de glace de haut niveau (à droite) masque le haut de l'arc de polarisation en raison de la présence de nuages épars dans les couches sous jacentes (source: LSCE).
Rayonnement polarisé modifié observé par Polder en fonction de l'angle de diffusion. Les signatures de polarisation des liquides (rouge) et glaces (bleu) des nuages montrent une différence significative qui permet une discrimination simple et directe de la phase thermodynamique du nuage (source : LOA)

Vapeur d'Eau

La vapeur d'eau atmosphérique est variable et fluctue énormément dans le temps et l'espace. C'est un vecteur des échanges d'énergie à l'interface terre/atmosphère et dans l'atmosphère par libération de la chaleur latente.

Polder est capable d'estimer le contenu intégré en vapeur d'eau dans les conditions de ciel clair, au-dessus des continents aussi bien que des océans dans les conditions de glitter, par moyenne des techniques d'absorption différentielle en utilisant les canaux 910 nm et 865 nm. Ces évaluations, avec une précision d'environ 10 %, complètent les mesures existantes, particulièrement au-dessus des terres, qui soufrent d'un sous-échantillonnage des sondages et des limitations physiques des techniques micro-ondes et infra-rouges.

Comparaison de la colonne totale de vapeur d'eau (TCWV : Total Column Water Vapor) par mesure Polder sur ADEOS-1 et de la TCWV par mesure radiosonde en Novembre 1996 et Juin 1997. La différence de racine carré moyenne est 2.8 kg m-2 (source: LOA).

Bilan Radiatif de la Terre

L'anisotropie du rayonnement mesuré depuis l'espace, ainsi que la variabilité diurne et la précision de la calibration des capteurs, est l'une des principales sources de l'incertitude dans la détermination du bilan radiatif de la Terre. La conversion du rayonnement mesuré en flux suppose une connaissance à priori du comportement angulaire.

Polder réalise des mesures multidirectionnelles quasi-simultanées et par conséquent aide à l'estimation du flux réfléchi ondes courtes au sommet de l'atmosphère (TOA : top of the atmosphere).


Densité de flux onde courte (Wm-2) dérivé d'observations Polder sur ADEOS-1 en March 1997 (source: LMD)