ppt - ICARE, Lille

Etude de la variabilité multi-échelles du
climat et environnement méditerranéen:
Contribution de la télédétection
à HyMeX et ChArMeX
Philippe Drobinski(1) & Véronique Ducrocq(2)
(1) LMD/IPSL; (2) CNRM
François Dulac(3)
(3) LSCE/IPSL
Journées scientifiques «Physique de l'Atmosphère et Télédétection» - 8-9/10/2009
Motivations et enjeux
 Un bassin quasi-fermé séparant les régions tempérées au nord et arides au sud et présentant une
orographie marquée sur son pourtour et une forte urbanisation
 Un système couplé entre compartiments (atmosphère-océan-continent) et processus (physiques et
chimiques)
 Cycle
Rôle de
delal’eau
composition
au coeur chimique
des enjeux
de de
l’atmosphère
l’étude du système
sur l’environnement
climatique Méditerranéen
et le climat régional
(HyMeX)
(ChArMeX)
 région favorable aux événements extrêmes: précipitations intenses et crues (automne),
 région à photochimie
cyclogénèses
et convection
intense
océanique
durant(hiver),
l’été sécheresse et vagues de chaleur (été)
 région où
présentant
les ressources
le plusenforte
eau sont
concentration
critiques et
en inégalement
aérosols
réparties
 Gard, Sept. 2002:
~700 l/m2, 1.2 billion
€ damage
 Algiers, nov. 2001:
~260 l/m2, 886
human losses
Journées scientifiques «Physique de l'Atmosphère et Télédétection» - 8-9/10/2009
Motivations et enjeux
 Région de “compétition” entre processus de fine échelle et circulation de grande échelle
 réduction de la prévisibilité des événements intenses
 relation incertaine sur les relations entre les processus physiques et biogéochimiques
régionaux et globaux (téléconnexions dynamiques; transport d’espèces à grande échelle,…)
 la modélisation des processus physiques et chimiques en question
Journées scientifiques «Physique de l'Atmosphère et Télédétection» - 8-9/10/2009
Motivations et enjeux
 Le bassin Méditerranéen est l’un des deux “hot spots” du changement climatique
Climate is especially responsive to global change in Mediterranean
Large decrease in mean precipitation and increase in precipitation
variability during dry (warm) season, large increase in temperature
(+1.4 - +5.8°C in 2100)
Impact des processus de fine échelle sur le climat régional dans
un contexte de réchauffement global et de forte pression
anthropique
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La télédétection pour la Méditerranée:
Quelques exemples
Ozone troposphérique intégré sur la colonne (été 2000) avec GOME
Sauvage et al.,
2007, ACP
• Contributions relatives du transport à longue distance et
des sources régionales de pollution dans un contexte de
décroissance des émissions européennes
Journées scientifiques «Physique de l'Atmosphère et Télédétection» - 8-9/10/2009
La télédétection pour la Méditerranée:
Quelques exemples
Epaisseur optique des aérosols durant l’été 2007 à 865 nm avec PARASOL
Courtesy to Tanré, Deuzé and Ducos
• Variabilité des aérosols et contribution au bilan radiatif
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La télédétection pour la Méditerranée:
Quelques exemples
Transport d’aérosols par situation de Mistral (24/Mar/1998)
documenté avec SeaWifs et modélisé avec CHIMERE
Salameh et al. 2007, AG
• Relation dynamique/distribution des aérosols
• Validation des modèles de chimie/transport
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La télédétection pour la Méditerranée:
Quelques exemples
Couverture nuageuse sur le bassin Méditerranéen
avec CALIOP et modélisée avec WRF
Longitude (°E) – Latitude ~30°N
Longitude (°E) – Latitude ~40°N
• Evaluation des modèles météorologiques pour la
représentation de la distribution verticale des nuages
• Impact radiatif des nuages
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Courtesy to
Bastin, Chepfer,
Chiriaco
La télédétection pour la Méditerranée:
Quelques exemples
Précipitations intenses à Alger (9-10/Nov/2001) avec AMSU
12 UTC 09 Nov
2001
AMSU-A8: upper level troughs
AMSU-B3-5: precipitation
DC (Hong et al. 2005): deep
convective clouds
01 UTC 10 Nov
2001
Funatsu et al. 2007, JGR
• Processus de formation des précipitations intenses
• Variabilité saisonnière des systèmes précipitants
• Validation des modèles météorologiques
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La télédétection pour la Méditerranée:
Le contexte HyMeX et ChArMeX
 Amélioration de la compréhension du cycle de l’eau et de la composition chimique de l’atmosphère
par l’observation et la modélisation du système couplé Méditerranéen (atmosphère-océancontinent; processus physiques et chimiques), de sa variabilité (de l’échelle de l’événement aux
échelles saisonnières et interannuelles) et de ses caractéristiques sur une décénnie dans un
contexte de changement climatique
 Evaluation de la vulnérabilité sociétale et économique aux événements extrêmes et des capacités
d’adaptation
•
HyMeX : http://www.hymex.org/
1.
2.
Bilan d’eau de la mer Méditerranée
Cycle hydrologique continental
3.
4.
Précipitations intenses et crues
Echanges extrèmes air/mer
5.
Vulnérabilité et adaptation
 Variabilité des différentes composantes du cycle de l’eau
dans un contexte de changement climatique; Impact sur les
ressources en eau
 Ingrédients et interactions produisant des événements
extrêmes; Evolution dans un contexte de changement global
 Réduction de l’mpact des événements extrêmes et du
changement climatique
• ChArMeX: http://charmex.lsce.ipsl.fr/
1. Etat présent de l’environnement
atmosphérique Méditerranéen
 Sources et bilans d’aérosols et
précurseurs d’espèces secondaires
 Processus dynamiques et chimiques
 Déposition atmosphérique
2. Impact des aérosols et des gazs sur la
qualité de l’air, sur le bilan radiatif
régional et sur les écosystèmes
3. Evolution dans un contexte de
changement climatique et de forte
pression anthropique
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La télédétection pour la Méditerranée:
Le contexte HyMeX et ChArMeX
Enhanced existing observatories and
operational observing systems in the key
regions of high-impact events: budgets
and process studies
Une stratégie expérimentale « emboîtée »
(+ dedicated short field campaigns)
Enhanced current operational
observing system over the whole
Mediterranean basin: budgets
(data access  ‘data policy’)
HyMeX  GEWEX CEOP/RHP
LOP
EOP
2010 2011 2012
2013 2014 2015 2016
2016 2017 2018 2019 2020
 EOP ChArMeX
phasée avec l’EOP
HyMeX
 SOP d’été de
ChArMeX
intercalées entre
les SOP d’automne
et hiver de HyMeX
SOP
Special observing periods of high-impact
events in selected regions of the EOP target
areas (aircrafts, ships,…): process studies
HyMeX  THORPEX T-NAWDEX
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La télédétection pour la Méditerranée:
Quelques trivialités vues d’un béotien
 Sources d’informations
– Variabilité spatiale (horizontale ou verticale)
– Données dans des zones vierges de mesures « sol »  au dessus de la mer
Méditerranée: enjeux méthodologiques car « effets de côtes » (complémentarité des
données des SOP, EOP)
– Longues séries temporelles  variabilité temporelle et tendance: LOP
– Source d’information complémentaire aux mesures sol: SOP/EOP
 Analyse de processus
– Accès à plusieurs variables à partir d’un seul instrument/une seule plateforme 
informations sur des corrélations entre processus
– Validation de modèles par approche « modèle vers observations » (voir exposés de H.
Chepfer; J.P. Chaboureau)
 Prévision immédiate
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La télédétection pour la Méditerranée:
Contribution actuelle dans HyMeX et ChArMeX
 La télédétection spatiale dans HyMeX
– Mise en place de « Task team » - satellite dans HyMeX actuellement (resp.
C. Claud)  [email protected]
– Contribution encore faible de la communauté française surtout sur le volet
océanique et surfaces continentales
– Contribution HyMeX à GPM sur le bassin Méditerranéen à partir des sites
instrumentés HyMeX
– Contribution du GEWEX satellite group: extraction données satellites
autour des sites HyMeX (Espagne, France, Italie, Grèce, Israël,…):
http://monsoon.t.u-tokyo.ac.jp/ceop2/satellite/
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La télédétection pour la Méditerranée:
Contribution espérée dans HyMeX et ChArMeX
 Processus
–
–
–
–
–
Rôle des nuages et aérosols (sahariens, pollution) sur le bilan radiatif et d’énergie
(évaporation en particulier) sur le bassin Méditerranéen; Contribution des poussières
sahariennes à l'épaisseur optique en aérosols
Rôle des aérosols sur la modulation des pluies intenses en Méditerranée et sur les flux airmer (aérosols marins).
Rôle des émissions par les navires sur les oxydes d'azote
Rôle des pluies en mer sur le bilan d’eau de la Méditerranée, la circulation océanique et le
dépôt des aérosols
Rôle du vent de surface sur la convection océanique
 Variabilité et tendances
–
Etude des tendances et de la variabilité intra- et inter-annuelle: besoin de longues séries
(ozone troposphérique, aérosols, vapeur d’eau, flux de chaleur, précipitations, ...) 
climatologie cohérente (passée et future)
 Support des données satellites aux SOP
–
–
–
Support temps réel aux campagnes (IASI: CO, O3?; MSG/SEVIRI: épaisseur optique,
couverture nuageuse; etc)
Prévision immédiate (panaches de gaz et aérosols, systèmes précipitants)
Analyse post événements
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La télédétection pour la Méditerranée:
Bases de données HyMeX et CharMeX
ICARE dans HyMeX et ChArMeX
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