Analyse tri-dimensionnelle de la structure de l'atmosphère par sondage vertical satellitaire PDF Download
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Book Description
Developpe en vue d'uns restitution des parametres atmospheriques (profils de temperature et de vapeur d'eau, nuages) a partir des satellites de la serie tiros-n (satellites a orbite polaire lances par la noaa), le modele 3i (improved initialized inversion) d'inversion de l'equation de transfert radiatif, developpe au lmd ces dernieres annees, est presente dans ce travail. Fonde sur une approche de type reconnaissance de forme, ou la connaissance a priori du milieu observe joue un grand role, ce modele permet d'aborder de facon quantitative le probleme pose par l'analyse des observations des sondeurs verticaux. Apres une description detaillee des instruments du sondeur vertical de la serie tiros-n, une validation de ce modele sur diverses situations meteorologiques est presentee. Dans une application de la methode 3i a des situations meteorologiques choisies pour leurs caracteristiques particulieres, la comparaison des resultats avec les analyses du cepmmt (centre europeen de prevision meteorologique a moyen terme) a montre la bonne qualite de la methode et d'interessantes perspectives, en particulier dans le domaine des structures de petite echelle. Enfin, un modele de calcul direct des energies radiantes a partir des parametres atmospheriques, fonde lui aussi sur une approche de type reconnaissance de forme, est presente. Une validation sur des donnees synthetiques et des observations reelles, et quelques applications, sont proposees. Des perspectives d'application de ces deux methodes sont presentees dans la derniere partie
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Developpe en vue d'uns restitution des parametres atmospheriques (profils de temperature et de vapeur d'eau, nuages) a partir des satellites de la serie tiros-n (satellites a orbite polaire lances par la noaa), le modele 3i (improved initialized inversion) d'inversion de l'equation de transfert radiatif, developpe au lmd ces dernieres annees, est presente dans ce travail. Fonde sur une approche de type reconnaissance de forme, ou la connaissance a priori du milieu observe joue un grand role, ce modele permet d'aborder de facon quantitative le probleme pose par l'analyse des observations des sondeurs verticaux. Apres une description detaillee des instruments du sondeur vertical de la serie tiros-n, une validation de ce modele sur diverses situations meteorologiques est presentee. Dans une application de la methode 3i a des situations meteorologiques choisies pour leurs caracteristiques particulieres, la comparaison des resultats avec les analyses du cepmmt (centre europeen de prevision meteorologique a moyen terme) a montre la bonne qualite de la methode et d'interessantes perspectives, en particulier dans le domaine des structures de petite echelle. Enfin, un modele de calcul direct des energies radiantes a partir des parametres atmospheriques, fonde lui aussi sur une approche de type reconnaissance de forme, est presente. Une validation sur des donnees synthetiques et des observations reelles, et quelques applications, sont proposees. Des perspectives d'application de ces deux methodes sont presentees dans la derniere partie
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DEVELOPPE EN VUE D'UNS RESTITUTION DES PARAMETRES ATMOSPHERIQUES (PROFILS DE TEMPERATURE ET DE VAPEUR D'EAU, NUAGES) A PARTIR DES SATELLITES DE LA SERIE TIROS-N (SATELLITES A ORBITE POLAIRE LANCES PAR LA NOAA), LE MODELE 3I (IMPROVED INITIALIZED INVERSION) D'INVERSION DE L'EQUATION DE TRANSFERT RADIATIF, DEVELOPPE AU LMD CES DERNIERES ANNEES, EST PRESENTE DANS CE TRAVAIL. FONDE SUR UNE APPROCHE DE TYPE RECONNAISSANCE DE FORME, OU LA CONNAISSANCE A PRIORI DU MILIEU OBSERVE JOUE UN GRAND ROLE, CE MODELE PERMET D'ABORDER DE FACON QUANTITATIVE LE PROBLEME POSE PAR L'ANALYSE DES OBSERVATIONS DES SONDEURS VERTICAUX. APRES UNE DESCRIPTION DETAILLEE DES INSTRUMENTS DU SONDEUR VERTICAL DE LA SERIE TIROS-N, UNE VALIDATION DE CE MODELE SUR DIVERSES SITUATIONS METEOROLOGIQUES EST PRESENTEE. DANS UNE APPLICATION DE LA METHODE 3I A DES SITUATIONS METEOROLOGIQUES CHOISIES POUR LEURS CARACTERISTIQUES PARTICULIERES, LA COMPARAISON DES RESULTATS AVEC LES ANALYSES DU CEPMMT (CENTRE EUROPEEN DE PREVISION METEOROLOGIQUE A MOYEN TERME) A MONTRE LA BONNE QUALITE DE LA METHODE ET D'INTERESSANTES PERSPECTIVES, EN PARTICULIER DANS LE DOMAINE DES STRUCTURES DE PETITE ECHELLE. ENFIN, UN MODELE DE CALCUL DIRECT DES ENERGIES RADIANTES A PARTIR DES PARAMETRES ATMOSPHERIQUES, FONDE LUI AUSSI SUR UNE APPROCHE DE TYPE RECONNAISSANCE DE FORME, EST PRESENTE. UNE VALIDATION SUR DES DONNEES SYNTHETIQUES ET DES OBSERVATIONS REELLES, ET QUELQUES APPLICATIONS, SONT PROPOSEES. DES PERSPECTIVES D'APPLICATION DE CES DEUX METHODES SONT PRESENTEES DANS LA DERNIERE PARTIE
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LES OBSERVATIONS DES SATELLITES DE LA SERIE TIROS-N AUX LATITUDES POLAIRES OU LES DONNEES IN SITU SONT RARES, SONT FONDAMENTALES POUR L'ETUDE DES PHENOMENES ATMOSPHERIQUES A MESOECHELLE. CES SATELLITES PERMETTENT EN EFFET UNE OBSERVATION GLOBALE DE L'ATMOSPHERE DEPUIS LA SURFACE JUSQU'A UN NIVEAU DE PRESSION DE 10 MB. LA METHODE 3I (IMPROVED INITIALIZATION INVERSION) A MONTRE SA CAPACITE A FOURNIR AVEC UNE BONNE PRECISION LES PROFILS DE TEMPERATURE APRES INVERSION DE L'EQUATION DE TRANSFERT RADIATIF. LES CAMPAGNE MIZEX (MARGINAL ICE ZONE EXPERIMENT) ET ARCTEMIZ (MIZ DE L'ARCTIQUE EUROPEEN) MENEES EN MER DU GROENLAND ONT PERMIS D'ADAPTER ET DE TESTER LA VALIDITE DE CETTE METHODE AUX HAUTES LATITUDES, EN FOURNISSANT DES DONNEES IN SITU POUVANT ETRE COMPAREES AUX PARAMETRES RESTITUES. 5 JOURNEES POUR MIZEX ET 17 JOURNEES CONSECUTIVES POUR ARCTEMIZ ONT ETE ANALYSEES PAR 3I. DES AMELIORATIONS ONT ETE APPORTEES A LA METHODE EN VUE DE MIEUX TENIR COMPTE DES CONDITIONS PARTICULIERES: PRESENCE DE GLACE DE MER, NUAGES BAS, FAIBLE ALTITUDE DU NIVEAU DE LA TROPOPAUSE. LA COMPARAISON DES PRODUITS INVERSES AVEC DES RADIO-SONDAGES ET DES ANALYSES PROVENANT DU DNMI (INSTITUT METEOROLOGIQUE NORVEGIEN) MONTRE UN BON ACCORD GLOBAL. LES RESULTATS SONT UN PEU MOINS BONS POUR LES BASSES COUCHES, EN LIAISON AVEC LEUR STRUCTURE THERMIQUE COMPLEXE ET LA RESOLUTION VERTICALE DES INSTRUMENTS. CES COMPARAISONS ONT MONTRE EN OUTRE QU'IL ETAIT POSSIBLE GRACE AUX OBSERVATIONS SATELLITAIRES, DE SUIVRE LE DEVELOPPEMENT D'UNE DEPRESSION ET DE LOCALISER DES PHENOMENES MESOECHELLE TELS QUE LES POLAR LOWS
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A PARTIR DES MESURES DE FLUX D'ENERGIE RADIANTE EMIS PAR L'ATMOSPHERE ET EFFECTUEES DES PLATE-FORMES SATELLITAIRES, ON PEUT, PAR UN PROCESSUS CONNU SOUS LE NOM "D'INVERSION DE L'EQUATION DE TRANSFERT RADIATIF", REMONTER A LA STRUCTURE VERTICALE DE L'ATMOSPHERE, EN TEMPERATURE ET EN COMPOSITION. UN TEL PROCEDE D'INVERSION, EN VUE DU TRAITEMENT DES DONNEES DES SATELLITES DE LA SERIE TIROS-N, A ETE ELABORE AU L.M.D. AU COURS DES DERNIERES ANNEES. C'EST UNE METHODE PHYSICO-STATISTIQUE, QUI CONSISTE A RESOUDRE L'EQUATION DE TRANSFERT RADIATIF DE MANIERE ITERATIVE ET QUI REPOSE EN GRANDE PARTIE SUR LA QUALITE DE LA SOLUTION INITIALE POUR DEMARRER LE PROCESSUS ITERATIF. LA CONNAISSANCE A PRIORI DES TYPES DE MASSE D'AIR OBSERVES EST UN ELEMENT ESSENTIEL DE LA RECONNAISSANCE DE PROXIMITES UTILISEE POUR L'INITIALISATION. C'EST POURQUOI NOUS AVONS CHERCHE A EXTRAIRE CETTE INFORMATION PAR APPLICATION D'UN ALGORITHME DE CLASSIFICATION D'OBSERVATIONS SATELLITAIRES (MESURE DE RADIANCES). PARMI LES METHODES DE CLASSIFICATION EXISTANT, NOUS AVONS RETENU CELLE DITE DES "NUEES DYNAMIQUES" BASEE SUR LA NOTION DE "FORMES FORTES" ET L'OPTIMISATION D'UN CRITERE DE VARIANCE. L'ALGORITHME A ENSUITE ETE VALIDE EXPERIMENTALEMENT PAR APPLICATION A DES SITUATIONS METEOROLOGIQUES RELATIVES AU SATELLITE NOAA-7. LES RESULTATS OBTENUS SONT EN ACCORD AVEC LES ANALYSES METEOROLOGIQUES CONVENTIONNELLES. PAR AILLEURS, L'ALGORITHME D'INVERSION DU L.M.D. PERMETTAIT DE RESTITUER LES PARAMETRES ATMOSPHERIQUES JUSQU'A ENVIRON 30 KM D'ALTITUDE. LA METHODE DEVELOPPEE DANS CETTE ETUDE A PERMIS D'ETENDRE CETTE RESTITUTION JUSQU'A 50 KM. ELLE UTILISE LES OBSERVATIONS DU "STRATOSPHERIC SOUNDING UNIT" (SSU) ET EST BASEE SUR UNE TECHNIQUE DE REGRESSION MULTILINEAIRE. LE MODELE CONSTRUIT A ETE VALIDE PAR APPLICATION A DES SCENES NOAA-7, AINSI QU'A DES PHENOMENES PARTICULIERS: "LES ECHAUFFEMENTS STRATOSPHERIQUES BRUSQUES
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ON DECRIT UNE METHODE PERMETTANT D'INTERPRETER LES DONNEES PROVENANT DES RADIOMETRES TOVS DES SATELLITES METEOROLOGIQUES OPERATIONNELS DE LA SERIE TIROS-N/NOAA EN TERMES DE PARAMETRES D'ETAT DE L'ATMOSPHERE (PROFILS DE TEMPERATURE, DE VAPEUR D'EAU, ...). ON VALIDE CETTE METHODE PAR COMPARAISON DE SES PRODUITS A DES DONNEES CONVENTIONNELLES (RADIOSONDES, ANALYSES), PUIS ON PROPOSE DIVERSES AMELIORATIONS POSSIBLES PASSANT PAR L'UTILISATION DU RADIOMETRE A TRES HAUTE RESOLUTION SPATIALE AVHRR, OU PAR UNE NOUVELLE CLASSIFICATION EN TYPE DE MASSE D'AIR DES SITUATIONS METEOROLOGIQUES UTILISEES. ENFIN, CETTE METHODE EST ETENDUE AU CALCUL DES FLUX RADIATIFS INFRAROUGES A PARTIR DES OBSERVATIONS SATELLITAIRES: ON FAIT D'ABORD UNE ETUDE DE SENSIBILITE, PUIS ON COMPARE LES RESULTATS OBTENUS A DES MESURES IN SITU
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On decrit une methode permettant d'interpreter les donnees provenant des radiometres tovs des satellites meteorologiques operationnels de la serie tiros-n/noaa en termes de parametres d'etat de l'atmosphere (profils de temperature, de vapeur d'eau, ...). On valide cette methode par comparaison de ses produits a des donnees conventionnelles (radiosondes, analyses), puis on propose diverses ameliorations possibles passant par l'utilisation du radiometre a tres haute resolution spatiale avhrr, ou par une nouvelle classification en type de masse d'air des situations meteorologiques utilisees. Enfin, cette methode est etendue au calcul des flux radiatifs infrarouges a partir des observations satellitaires: on fait d'abord une etude de sensibilite, puis on compare les resultats obtenus a des mesures in situ
Author: Hugues Goosse Publisher: Cambridge University Press ISBN: 1316033503 Category : Science Languages : en Pages : 377
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This textbook presents all aspects of climate system dynamics, on all timescales from the Earth's formation to modern human-induced climate change. It discusses the dominant feedbacks and interactions between all the components of the climate system: atmosphere, ocean, land surface and ice sheets. It addresses one of the key challenges for a course on the climate system: students can come from a range of backgrounds. A glossary of key terms is provided for students with little background in the climate sciences, whilst instructors and students with more expertise will appreciate the book's modular nature. Exercises are provided at the end of each chapter for readers to test their understanding. This textbook will be invaluable for any course on climate system dynamics and modeling, and will also be useful for scientists and professionals from other disciplines who want a clear introduction to the topic.
Author: Jean-François Flobert
Author: Jean-François Flobert
Author: Jean-François Flobert
Author: CHANTAL.. CLAUD
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Author: Pascale Moine
Author: FRANCOIS-MARIE.. BREON
Author: François-Marie Bréon
Author: Hugues Goosse