Caractérisation des aérosols au-dessus des océans à partir des capteurs spatiaux de l’A-TRAIN

par Julie Letertre-Danczak (Letertre)

Thèse de doctorat en Optique, Lasers, Physico-Chimie, Atmosphère

Sous la direction de Didier Tanré et de Jean-Luc Deuze.


  • Résumé

    A l’heure des études sur le changement climatique, un certain nombre d’inconnues subsiste comme la caractérisation des propriétés radiatives des aérosols à l’échelle globale. Différents moyens d’observations, depuis la surface ou l’espace, ont été développés ces dernières années et nous nous focalisons ici sur les mesures spatiales océaniques et notamment sur celles issues de deux instruments, MODIS/AQUA (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer de la NASA) et POLDER/PARASOL (POLarization and Directionality of Earth Reflectances du CNES) qui appartiennent à la constellation de satellites « A-Train ». Ces deux instruments nous permettent, à partir des luminances réfléchies par le système « Terre-Atmosphère », d’observer quotidiennement différents types d’aérosols (brûlis, poussières désertiques, pollution) en fonction de la zone géographique et d’en effectuer le suivi temporel.En première analyse, on peut comparer les résultats obtenus par chaque capteur qui ont des techniques d’observations privilégiant pour l’un, le domaine spectral pour l’autre, le caractère angulaire et polarisé des luminances. Utiliser ensuite en synergie les deux types d’informations nécessite de comparer les mesures brutes des instruments et d’assurer la cohérence des traitements. Nous avons ainsi examiné les étapes nécessaires à cette inversion: étalonnage des instruments, corrections apportées aux mesures et validité des modèles d’aérosols utilisés. Enfin, nous avons sélectionné quelques cas d’études afin d’analyser les caractéristiques des aérosols (quantité, taille, nature) d’origine désertique au-dessus de l’océan Atlantique et leur évolution au cours de leur transport.

  • Titre traduit

    Aerosol characterization over Oceans by A-TRAIN space sensors


  • Résumé

    Within climatic change issues, one of the unknowns remains the characterization of the aerosol radiative properties at global scale. Different ways of monitoring aerosols from surface or space have been developed during the recent years and our present study is especially focused on observations over ocean from two satellite instruments, MODIS/AQUA (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer of NASA) and POLDER/PARASOL (POLarization and Directionality of Earth Reflectances of CNES), that are both part of the “A-Train” constellation. From the radiances reflected by the “Earth-Atmosphere” system, we can monitor the distribution of different aerosol types (smoke, dust, pollution) over specific regions and with a good temporal frequency.We can first compare results obtained by each sensor that are using different techniques, MODIS favor spectral domain when POLDER considers the angular and polarized character of radiances. In a second step, it looks attractive to combine both data sets into a single inversion scheme. To do so, it requires to ensure that the radiances of the two instruments are consistent and to control the coherency of the assumptions used along the retrieval processing. We analyze the different steps: calibration, gaseous absorption and molecular scattering correction as well as the validity of the aerosol models. Lastly, we select specific events to analyze the evolution of aerosol plumes (content, size, composition) transported over the Atlantic Ocean.


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