Composition atmosphérique
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Composition atmosphérique Cathy Clerbaux Séminaire de prospective, Cap d’Agde, 1989 IASI (MetOp, 2006) GOMOS (Envisat, 2002) Meris (Envisat), MODIS (EOS) ScaRaB(Megatropiques, 2011) Polder (1996), Parasol (2004) Caliop (Calipso, 2006) Cathy Clerbaux Surveillance composition atmosphérique (long terme) Surveillance évènements exceptionnels (alertes) Cathy Clerbaux Mesure d’ozone par satellite Sondeurs au nadir 1970 Premières colonnes totales 1987 Premières colonnes troposphériques par différence avec la colonne stratosphérique 1998 Premières colonnes troposphériques inversées directement à partir des sondeurs UV 2004-2006 Sondeurs IR (TES, IMG) : début des colonnes partielles dans la troposphère 2007 IASI colonnes troposphériques et colonnes partielles Colonnes basses (surf-6km) et haute (6-12km) troposphère Section Latitude-Pression au-dessus de l’Inde pendant la mousson. Pressure (hPa) Colonnes surf-300 hPa Latitude Dufour et al., 2015 Wespes et al., 2016 Barret et al., 2016 Slide Cathy SlideClerbaux G. Dufour Mesure d’ozone - IASI Safieddine et al, 2014 Doche et al., 2014 Cathy Clerbaux SUREVOZON: Pollution à l’O3 dans la très basse troposphère par synergie multispectrale IASI+GOME2 IASI + GOME-2 Spectres IR thermique Ajustement conjoint Spectres UV Synergie multispectrale IASI+GOME2 [Cuesta et al., ACP 2013] Assimilation de IASI+GOME2 dans les modèles chimie-transport CHIMERE et MOCAGE Rapport international TOAR [Cooper et al. 2017] Collaboration NOAA Cathy Clerbaux R. Cuesta et al. Caractérisation des séries des données SAOZ par rapport aux instruments satellitaires en fonctionnement : ValS5PSAOZ PI: A. Pazmino, J. P. Pommereau, F. Goutail, M. Pinharanda, A. Bazureau et A. Frihi (LATMOS) + collaborations internationales Comparaison des colonnes d’ozone Satellites opérationnels: OMI (TOMS NASA, DOAS NASA/KNMI), SUOMI NPP (NASA/NOAA), GOME2 A et B (ESA/BIRA), SBUV (NASA/NOAA) et IASI A et B (CNES/Eumetsat) + Validation de l’instrument TROPOMI de la mission Sentinel 5 Precursor SAT-SAOZ/SAOZ (%) 9 stations SAOZ (régions polaires, moyennes latitudes et tropique sud) Variation saisonnière de la différence après normalisation du biais Tropiques Mois Moyennes latitudes Régions polaires Cathy Clerbaux Participation à l’instrument lidar stratosphérique RMR Observatoire ALOMAR (Arctic Lidar Observatory for Middle Atmosphere Research) (69°N) - participation au consortium international ALOMAR (8 pays participants) et ¼ du financement de l’instrument lidar : accès aux données multi-longueurs d’onde UV – Visible – IR . Instrument de recherche: Fort potentiel de validation spatiale (355nm) et d’études microphysiques / Détection multispectrale stratosphérique permettant la restitution de distribution en taille des aérosols et des nuages (dont les PSC impliqués dans la destruction d’ozone) Densité de surface dérivée du profil lidar multispectral : A = 1.64 µm2.cm-3 J. Delanoé et al. V = 0.13 µm3.cm-3 Cathy Clerbaux SPECIES : SPECtromètre Infrarouge à lasErs in Situ sous ballon stratosphérique et sur avion C. Robert, P. Jacquet, V. Catoire, et al. D. Romanini Développement instrumental 2013-18 1er vol(test) ballon CNES 2018, Canada Etude de la STRATOSPHERE et HAUTE TROPOSPHERE 1. Validation de profils BSO CNES 2. Interactions Climat – Dynamique stratosphérique Ex. corrélations (SPIRALE) 3. Interactions Climat – Chimie stratosphérique Mesures in situ rapides (> 0.5Hz), simultanées multi-espèces, précises (%), sensibles (pptv) 5 voies (Racks) longueur d’onde (µm) CH4, CO 2,325 HCl (OCS, CH4) 3,42 HNO3, O3, CH2O, NH3 5,81 OCS, O3, CO2 4,87 N2O, H2O2, HOCl, COF2 8,00 PRINCIPE DE MESURE : OFCEAS : Optical-Feedback CavityEnhanced Absorption laser Spectroscopy (ou SARA : Spectroscopie laser par Amplification Résonante d’Absorption) Falcon-20 SAFIRE Cathy Clerbaux New Multi-wavelength Lidar at IPSL/SIRTA Technical specifications Laser: Nd-YAG (355, 532 and 1064 nm) Far-field telescope (ı 60cm) → channels: 3 elastic + 3 Raman + 1 depolarization Near-field telescope (ı 20cm) → channels: 2 elastic + 1 Raman Excellent dynamic range (0,3-17 km) for the study of the atmosphere • • • • 30-min averaged IPRAL measurements (day- and night-time) 21 days from June to September 2015 (w/o low clouds) A total of 156 profiles at 355 nm, 157 at 532 nm and 30 at 1064 nm) Klett inversion fitting the lidar ratio using the sun-photometer AOD 355nm IPRAL team (F. Lapouge, C. Pietras and J. A. Bravo-Aranda, M. Haeffelin) + Spectra Physics and Raymetrics Cathy Clerbaux NDACC (Network for Detection of Atmospheric and Climate Changes) Série de 22 ans d'observation des aérosols stratosphériques à l' OHP Epaisseur optique 17-30 km à 532 nm 2 lidars / 5 satellites Excellent accord permettant une meilleure caractérisation des aérosols Khaykin etCathy al., ACP, 2017 Clerbaux Etalonnage imageur de type 2D-S PSD multimodal Etalonnage spectromètre optique de type CDP Gamma ne fit pas bien… Cathy Clerbaux Détection d’évènements opérationnels Cathy Clerbaux Paris, mars 2014 Fortems et al., 2015 Cathy Clerbaux IASI - CO Image MODIS https://earthobservatory.nasa.gov Cathy Clerbaux IASI - SO2 Image Landsat (OLI) https://earthobservatory.nasa.gov Cathy Clerbaux What’s next? Cathy Clerbaux Cathy Clerbaux Future mission : IASI-new generation Signal/noise <> Spectral resolution <> Pixel size IASI IASI-NG Cathy Clerbaux La mission IASI-NG Improvement on pollution forecast 3 EU controlled pollutants (CO, O3 and NH3) Atmospheric profiling IASI-NG Better tracking of long range pollution (e.g. fire emissions) Essential Climate Variables monitoring and understanding Clouds, GHG, aerosols Improved volcanoe alerts Early alerts possible + SO2 and ash tracking Pis: C. Clerbaux (LATMOS) and C. Crevoisier (LMD) Cathy Clerbaux Publications IASI Merci le TOSCA, merci le CNES Cathy Clerbaux
