RESTITUTION DE LA VAPEUR D'EAU ATMOSPHERIQUE A PARTIR DES OBSERVATIONS DE SATELLITES METEOROLOGIQUES. INTERET POUR L'ALTIMETRIE SPATIALE PDF Download
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CE TRAVAIL TRAITE ESSENTIELLEMENT DES PROBLEMES POSES PAR LA RESTITUTION DE LA VAPEUR D'EAU ATMOSPHERIQUE A PARTIR DU SONDAGE VERTICAL SATELLITAIRE. ON COMMENCE PAR DONNER UNE DESCRIPTION GENERALE DE LA METHODE UTILISEE DANS LE CADRE DE CETTE ETUDE. IL S'AGIT DU SYSTEME 3I (IMPROVED INITIALIZATION INVERSION), CONCU POUR LA DETERMINATION DES PARAMETRES PHYSIQUES DE L'ATMOSPHERE A PARTIR DES MESURES DU SONDEUR TOVS (TIROS/N OPERATIONAL VERTICAL SOUNDER). LES PROBLEMES RENCONTRES SONT RELATES ET ABORDES DE FACON APPROFONDIE, CONDUISANT A L'ELABORATION D'UNE NOUVELLE VERSION DE L'ALGORITHME D'ESTIMATION DE LA VAPEUR D'EAU ATMOSPHERIQUE A PARTIR DES MESURES DE L'INSTRUMENT TOVS. LA QUALITE DES RESULTATS OBTENUS S'EN EST TROUVEE NETTEMENT AMELIOREE COMME LE MONTRENT LES COMPARAISONS EFFECTUEES VIS-A-VIS DE CE QUI EST OBTENU PAR D'AUTRES SOURCES DE DONNEES: LES ANALYSES METEOROLOGIQUES DE L'ECMWF, LES MESURES PAR RADIOSONDAGE ET PAR RADIOMETRIE MICROONDES BASEE AU SOL AINSI QUE LES OBSERVATIONS DU SSM/I (SPECIAL SENSOR MICROWAVE IMAGER). ENFIN, UNE METHODE EST DEVELOPPEE POUR L'UTILISATION DES RESULTATS OBTENUS AFIN DE CALCULER LA CORRECTION TROPOSPHERIQUE HUMIDE A LA VERTICALE, NECESSAIRE AU TRAITEMENT DES MESURES D'ALTIMETRIE SPATIALE, EN PREVISION DES MISSIONS OCEANOGRAPHIQUES: FRANCO-AMERICAINE TOPEX-POSEIDON ET EUROPEENNE ERS1
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CE TRAVAIL TRAITE ESSENTIELLEMENT DES PROBLEMES POSES PAR LA RESTITUTION DE LA VAPEUR D'EAU ATMOSPHERIQUE A PARTIR DU SONDAGE VERTICAL SATELLITAIRE. ON COMMENCE PAR DONNER UNE DESCRIPTION GENERALE DE LA METHODE UTILISEE DANS LE CADRE DE CETTE ETUDE. IL S'AGIT DU SYSTEME 3I (IMPROVED INITIALIZATION INVERSION), CONCU POUR LA DETERMINATION DES PARAMETRES PHYSIQUES DE L'ATMOSPHERE A PARTIR DES MESURES DU SONDEUR TOVS (TIROS/N OPERATIONAL VERTICAL SOUNDER). LES PROBLEMES RENCONTRES SONT RELATES ET ABORDES DE FACON APPROFONDIE, CONDUISANT A L'ELABORATION D'UNE NOUVELLE VERSION DE L'ALGORITHME D'ESTIMATION DE LA VAPEUR D'EAU ATMOSPHERIQUE A PARTIR DES MESURES DE L'INSTRUMENT TOVS. LA QUALITE DES RESULTATS OBTENUS S'EN EST TROUVEE NETTEMENT AMELIOREE COMME LE MONTRENT LES COMPARAISONS EFFECTUEES VIS-A-VIS DE CE QUI EST OBTENU PAR D'AUTRES SOURCES DE DONNEES: LES ANALYSES METEOROLOGIQUES DE L'ECMWF, LES MESURES PAR RADIOSONDAGE ET PAR RADIOMETRIE MICROONDES BASEE AU SOL AINSI QUE LES OBSERVATIONS DU SSM/I (SPECIAL SENSOR MICROWAVE IMAGER). ENFIN, UNE METHODE EST DEVELOPPEE POUR L'UTILISATION DES RESULTATS OBTENUS AFIN DE CALCULER LA CORRECTION TROPOSPHERIQUE HUMIDE A LA VERTICALE, NECESSAIRE AU TRAITEMENT DES MESURES D'ALTIMETRIE SPATIALE, EN PREVISION DES MISSIONS OCEANOGRAPHIQUES: FRANCO-AMERICAINE TOPEX-POSEIDON ET EUROPEENNE ERS1
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Ce travail traite essentiellement des problemes poses par la restitution de la vapeur d'eau atmospherique a partir du sondage vertical satellitaire. On commence par donner une description generale de la methode utilisee dans le cadre de cette etude. Il s'agit du systeme 3i (improved initialization inversion), concu pour la determination des parametres physiques de l'atmosphere a partir des mesures du sondeur tovs (tiros/n operational vertical sounder). Les problemes rencontres sont relates et abordes de facon approfondie, conduisant a l'elaboration d'une nouvelle version de l'algorithme d'estimation de la vapeur d'eau atmospherique a partir des mesures de l'instrument tovs. La qualite des resultats obtenus s'en est trouvee nettement amelioree comme le montrent les comparaisons effectuees vis-a-vis de ce qui est obtenu par d'autres sources de donnees: les analyses meteorologiques de l'ecmwf, les mesures par radiosondage et par radiometrie microondes basee au sol ainsi que les observations du ssm/i (special sensor microwave imager). Enfin, une methode est developpee pour l'utilisation des resultats obtenus afin de calculer la correction tropospherique humide a la verticale, necessaire au traitement des mesures d'altimetrie spatiale, en prevision des missions oceanographiques: franco-americaine topex-poseidon et europeenne ers1
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CE TRAVAIL PORTE SUR LA DETERMINATION DE LA STRUCTURE TRIDIMENSIONNELLE DE LA VAPEUR D'EAU ATMOSPHERIQUE A PARTIR DES DONNEES SATELLITALES ET DE L'ANALYSE DE SA VARIABILITE. UNE PREMIERE PARTIE DU TRAVAIL CONSISTE A L'AMELIORATION DE LA QUALITE DE L'INTERPRETATION DE RADIANCES MESUREES PAR SATELLITE, EN METTANT AU POINT UNE METHODE NOUVELLE, APRES AVOIR CONSTATE L'INCAPACITE DES METHODES ANTERIEURES A DONNER DES RESULTATS SATISFAISANTS. LES DONNEES DU CONTENU DE L'ATMOSPHERE EN VAPEUR D'EAU OBTENUES SONT VALIDEES PAR COMPARAISON AVEC D'AUTRES MOYENS DE MESURE. CES RESULTATS PERMETTENT D'ETABLIR UNE CLIMATOLOGIE PERTINENTE DE LA STRUCTURE VERTICALE DE LA VAPEUR D'EAU DE L'ATMOSPHERE, SUR UNE PERIODE D'ENVIRON TRENTE MOIS. L'ENSEMBLE DES DONNEES VALIDEES EST UTILISE POUR ABORDER UNE PREMIERE ANALYSE GLOBALE DE LA DISTRIBUTION VERTICALE DU CONTENU EN VAPEUR D'EAU. UN INDICATEUR DE LA DYNAMIQUE VERTICALE EST CIRCONSCRIS. IL PERMET L'ETUDE DES INFLUENCES RELATIVES DE LA DYNAMIQUE VERTICALE ET DE LA TEMPERATURE DE SURFACE SUR LA DISTRIBUTION VERTICALE DE LA VAPEUR D'EAU
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CE TRAVAIL PORTE SUR LA DETERMINATION DE LA STRUCTURE TRIDIMENSIONNELLE DE LA VAPEUR D'EAU ATMOSPHERIQUE A PARTIR DES DONNEES SATELLITALES ET DE L'ANALYSE DE SA VARIABILITE. UNE PREMIERE PARTIE DU TRAVAIL CONSISTE A L'AMELIORATION DE LA QUALITE DE L'INTERPRETATION DE RADIANCES MESUREES PAR SATELLITE, EN METTANT AU POINT UNE METHODE NOUVELLE, APRES AVOIR CONSTATE L'INCAPACITE DES METHODES ANTERIEURES A DONNER DES RESULTATS SATISFAISANTS. LES DONNEES DU CONTENU DE L'ATMOSPHERE EN VAPEUR D'EAU OBTENUES SONT VALIDEES PAR COMPARAISON AVEC D'AUTRES MOYENS DE MESURE. CES RESULTATS PERMETTENT D'ETABLIR UNE CLIMATOLOGIE PERTINENTE DE LA STRUCTURE VERTICALE DE LA VAPEUR D'EAU DE L'ATMOSPHERE, SUR UNE PERIODE D'ENVIRON TRENTE MOIS. L'ENSEMBLE DES DONNEES VALIDEES EST UTILISE POUR ABORDER UNE PREMIERE ANALYSE GLOBALE DE LA DISTRIBUTION VERTICALE DU CONTENU EN VAPEUR D'EAU. UN INDICATEUR DE LA DYNAMIQUE VERTICALE EST CIRCONSCRIS. IL PERMET L'ETUDE DES INFLUENCES RELATIVES DE LA DYNAMIQUE VERTICALE ET DE LA TEMPERATURE DE SURFACE SUR LA DISTRIBUTION VERTICALE DE LA VAPEUR D'EAU
Author: Édouard Lees Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Les stations GNSS terrestres, du fait de leur précision et de leur faible coût, restent à ce jour le principal moyen d'observation de la vapeur d'eau à toutes les échelles spatio-temporelles. Ce gaz à effet de serre, qui module de manière importante la convection profonde dans les régions tropicales, est à l'origine de phénomènes extrêmes tels que sécheresses, inondations et cyclones tropicaux, auxquels le bassin sud de l'océan Indien est particulièrement vulnérable. Ce mémoire porte sur l'exploitation de mesures de vapeur d'eau par GNSS collectées dans l'océan Indien par un ensemble de stations du réseau mondial IGS et du réseau IOGA4MET, récemment déployé dans le cadre du programme de recherche ReNovRisk-Cyclones et Changement Climatique. La première partie de cette thèse rappelle la méthode de calcul de la colonne intégrée en vapeur d'eau par GNSS et présente une intercomparaison entre les mesures obtenues par les stations du réseau IGS et divers autres capteurs (satellites micro-ondes, radiosondages) disponibles dans le bassin sud de l'océan Indien. Ces mesures sont ensuite utilisées dans un second temps pour étudier la variabilité de la vapeur d'eau à différentes échelles spatio-temporelles. Les résultats obtenus montrent que la variabilité annuelle est très variable à l'échelle régionale et d'autant plus forte à mesure que l'on s'éloigne de l'équateur. À plus petite échelle, le cycle diurne de la vapeur d'eau apparaît fortement piloté par les interactions entre la dynamique atmosphérique de grande échelle et les circulations locales, notamment dans le cas d'îles tropicales telles que Madagascar et La Réunion.
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La vapeur d'eau varie largement dans l'atmosphère avec des concentrations allant de la saturation dans les tropiques à des zones presque sèches au-dessus des zones continentales élevées. Une bonne connaissance du contenu en vapeur d'eau dans l'air est nécessaire pour la prévision des changements de phases, notamment les précipitations. La mesure de la variabilité de la vapeur d'eau est une lacune des systèmes d'observation. Par ailleurs, il est apparu que le positionnement précis des antennes GPS (Global Positionning System) était affecté par la variation de l'indice de réfraction dans la troposphère, ce qui rend particulièrement difficile l'estimation de la composante verticale. Cette variation est directement liée à la distribution des variables pression, température et humidité sur les trajets satellite-récepteur. On s'intéresse ici à l'étude des précipitations intenses et notamment aux épisodes Cévenols. Ce travail de thèse consiste dans un premier temps à vérifier la validité de la mesure GPS pour la quantification de la vapeur d'eau en la comparant avec des mesures issues de radiosondage et des sorties de modèle météorologique. On cherche à analyser si la quantification de vapeur d'eau par GPS permet de caractériser les forts événements précipitants (cumuls supérieurs à 150 mm) à l'aide d'observations conjointes sur les flux de surface. On étudie ensuite l'impact de l'assimilation de données GPS issues d'un réseau GPS dense sur la prévision des cumuls de pluies dans le modèle à haute-résolution (2.5 km) AROME. Finalement on évalue la qualité et l'apport de la mesure de vapeur d'eau par GPS en mer dans le cadre d'une campagne de mesure (VAPIMED)
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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
Author: YOUSSEF.. TAHANI
Author: YOUSSEF.. TAHANI
Author: Youssef Tahani
Author: Jean-Pierre Chaboureau
Author: Jean-Pierre Chaboureau
Author: Sirje Keevallik
Author: Jean-Claude Bergès
Author: American Meteorological Society
Author: Édouard Lees
Author: Karen Boniface
Author: Jean-François Flobert