Etude spectrale de l'eclairement solaire direct et de l'epaisseur optique des aerosols en site urbain

par AMADOU IDRISSA BOKOYE

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de A. DE LACASINIERE.

Soutenue en 1996

à Grenoble 1 .


  • Résumé

    Les aerosols definis comme des particules solides ou liquides en suspension dans l'air jouent un role majeur dans le processus d'attenuation du rayonnement solaire incident a travers l'atmosphere (reduction de 20 a 30%) et le bilan radiatif terrestre surtout en atmosphere urbaine. Cette attenuation est relativement importante dans la bande visible du spectre electromagnetique. Ces particules dont le diametre est compris entre 10#-#3 et 100 micrometres sont particulierement concentrees au-dessus des regions industrialisees de l'hemisphere nord. Le formalisme d'angstrom permet une evaluation approximative de leur epaisseur optique au moyen de deux coefficients: l'exposant en longueur d'onde et le coefficient de turbidite d'angstrom. Ils sont determines a partir de mesures radiometriques et a l'aide de modeles standards de l'eclairement direct au sol bases sur la loi de beer-bouguer-lambert. Tandis que l'exposant en longueur d'onde est un indice sensible a la distribution en tailles des aerosols, le coefficient de turbidite d'angstrom est caracteristique de la quantite de ces particules dans l'atmosphere. Il existe plusieurs methodes d'evaluation de ces coefficients ; il a semble alors interessant d'evaluer la performance de chacune de ces methodes par comparaison entre les resultats qu'elles induisent au niveau des modeles, et les mesures spectrales d'eclairement solaire direct au sol. Outre l'epaisseur optique des aerosols, ces modeles utilisent comme parametres d'entree les quantites integrees d'ozone (en cm ntp) et de vapeur d'eau (g cm#-#2), gaz qui a cote des aerosols participent a l'attenuation des rayons solaires incidents selon un processus d'absorption selective. Dans ce but, une banque de donnees de plus 500 spectres solaires mesures avec soin dans la bande 290 - 900 nanometres avec un pas de 5 nm a ete realisee pour servir aux investigations. Parallelement ont ete mesures l'eclairement horizontal direct total (toutes longueurs d'onde confondues) et certains parametres meteorologiques (temperature ambiante et humidite relative). Les eclairements directs horizontaux spectral et large bande s'obtiennent par difference entre les eclairements horizontaux global et diffus correspondants. L'enregistrement de ces donnees, etale sur une annee, a ete realise a grenoble, dans un site urbain alpin subissant des episodes de pollution importante. La comparaison des diverses methodes d'evaluation des parametres d'angstrom a permis de determiner la performance de chacune d'entre elles par rapport a leur aptitude a rendre compte des resultats experimentaux. Des algorithmes permettant d'evaluer l'epaisseur optique des aerosols a partir du formalisme d'angstrom, ont ete developpes en vue d'une meilleure reconstitution spectrale

  • Titre traduit

    Spectral study of direct solar irradiance and aerosol optical thickness in an urbain area


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  • Détails : 248 P.
  • Annexes : 108 REF.

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