MobRa : un radiomètre micro-onde mobile pour l'étude de la vapeur d'eau dans l'atmosphère moyenne

par Erwan Motte

Thèse de doctorat en Physique de l'atmosphère

Sous la direction de Philippe Ricaud.

Soutenue en 2008

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    La vapeur d'eau est un élément clé dans l'atmosphère moyenne. Elle est impliquée dans le bilan radiatif de la terre et elle joue un rôle capital dans plusieurs réactions chimiques. Grâce à sa durée de vie relativement longue, elle peut aussi être utilisée comme traceur de la dynamique de l'atmosphère moyenne. Quelques instruments spatiaux mesurent la vapeur d'eau. Le NDACC (Network for the Detection of Atmospheric Composition Change) dispose de quelques instruments au sol majoritairement situés aux latitudes moyennes de l'hémisphère nord permettant de valider ces données. Le radiomètre micro-onde mobile (MobRa) rendu opérationnel pendant cette thèse, mesure des profils verticaux de vapeur d'eau entre 25 et 60 km d'altitude, avec une résolution verticale variant de 10 à 20 km. A travers le phénomène du transfert radiatif, il est expliqué comment le rayonnement émis par les molécules de vapeur d'eau stratosphérique et mesuré au sol contient une information sur la distribution verticale de cette espèce chimique. L'instrument est présenté en détail, en insistant sur les points qui ont donné lieu à des modifications et améliorations, à savoir les méthodes de mesure et de calibration, la réduction des données ainsi que l'estimation des différents paramètres instrumentaux. La méthode de restitution des profils verticaux basée sur l'estimation optimale est présentée, avec une analyse détaillée du contenu en information et des erreurs. La validation de l'instrument est effectuée en comparant les mesures réalisées par MobRa à Toulouse et à Saint-Denis de la Réunion avec les données satellites du capteur MLS sur le satellite Aura.

  • Titre traduit

    MobRa : a mobile microwave radiometer for the study of middle-atmospheric water vapor


  • Résumé

    The Mobile Radiometer (MobRa) which is the object of this thesis retrieves vertical profiles of water vapour from 25 to 60 km of altitude with a vertical resolution ranging from 10 to 20 km. Through the radiative transfer equation, we explain how the radiation emitted by the molecules of middle-atmospheric water vapour and measured from the ground contains information on the vertical distribution of the chemical species. The instrument is fully described, with an emphasis on the key points that have required changes and improvements, such as measurement and calibration methods, control and acquisition, data reduction and estimation of instrumental parameters. The retrieval method based on the Optimal Estimation Method used to retrieve vertical profiles from the measured spectra is presented, together with a detailed information content and error analysis. The instrument validation is achieved by comparing measurements performed by MobRa in Toulouse and at the Reunion Island vs. Satellite data from the Microwave Limb Sounder on the Aura platform.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (178 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 143-147

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2008TOU30090
  • Bibliothèque : Observatoire Midi-Pyrénées. Centre de documentation Sciences de l'univers, de la planète et de l'environnement.
  • Disponible sous forme de reproduction pour le PEB
  • Cote : 2008/OMP/08192
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