Laboratoire de Météorologie DynamiqueLaboratoire de Météorologie Dynamique
AtmosphèreAtmosphère--BiosphèreBiosphère--ClimatClimat (télédétection)
présenté par Claudia Stubenrauch
Raymond Armante, Alain Chédin, Cyril Crevoisier, Dimitri Edouart*, Pierre Flamant, Fabien Gibert, Yves Goulas*, Nicole Jacquinet, Ismaël Moya, Abderrahmane Ounis*, Noëlle Scott
Virginie Capelle, Sébastien Champagne, Laurent Crépeau, Sylvain Cros, Juan Cuesta, Fabrice Daumard+, Laetitia Estevan*, Antoine Fournier+, Anthony Guignard+, Florian Le Mounier*,
Delphine Nobileau, Jêrome Pernin, Sophie Peyridieu+, Jihane Sayadi*, Thibaud Thonat+
++
CLA
Tropo
Strato
surf.
Journée scientifique: 3 Juin 2009Salle Becquerel, Ecole Polytechnique
Conception instrumentale:-instruments innovants-missions spatiales
Observations
Inversion
Spectroscopie
Transfert radiatif
variablesphysiques
interprétationscientifique
(sondeurs IR, lidars, radiomètres fluo)
AG du LMD 9 Fév 2010
Couche limite et surfaces continentales
Structure CL et Flux (énergie, CO2, H2O)
Suivi du couvert végétal (par fluorescence)
Propriétés radiatives (émissivité, température)
Nuages et transport dans l’atmosphère libre
Nuages, convection et vapeur d’eau
Echanges tropo/strato et cirrus
Gaz à effet de serre et feux de biomasse
Aérosols : soulèvement, transport
Evolution du climat
Thèses
aérosols (IASI)
struct. nuage 3D (A-Train)
CO2 tropo/strato(ACE-FTS)
absorption 02
(FLEX)
capteur fluo(FLEX)
gaz effet de serre (IASI)
CO2 (A-SCOPE)
Thèmes scientifiques
CLA
Tropo
Strato
Surf.
cirrus / contrails(A-Train)
AG du LMD 9 Fév 2010
profils verticaux de concentration de CO2
Comparaison avec campagne avion CARIBIC (altitude 9km)
CARIBIC
ACE-FTS
2ppm
2 mois
09/05 01/06 05/06 09/06 01/07 05/07 09/07 01/08 05/08 09/08
30°N-60°N
par observation spatiale en occultation solaire (ACE-FTS/SCISAT)
thèse de M. Diallo démarrera en automne (B. Legras/A. Chédin)
Pierre-Yves Foucher, thèse Déc 2009ACP 2009, et 1 article en préparation 20
8
50°N
améliorer connaissance du transport atmosphérique à grande échelle
déterminer hauteur d’injection de CO2 par les feux
modélisation 4A/OP limbe moyennes mensuelles 10°x10°, 5-25 km d’altitude, 2004-2009(erreur a priori < 0.5 %, écart type ~ 1 %)
Comparaison avec modèle de transport FLEXPART
AG du LMD 9 Fév 2010
Climatologie des traînées d’avion potentielles
Nicolas Lamquin, thèse Déc 2009
AG du LMD 9 Fév 2010
Climatologie des traînées d’avion potentielles
Nicolas Lamquin, thèse Déc 2009 2 articles ACP en prép.
calibrer par MOZAIC (avions de lignes) : présence de sursaturation -> probabilité de sursaturation AIRS
Fréquence de sursaturation de glace
région sursaturée
RHi (%), radiosondages
AIRS
Fréquence des traînées potentielles
AERO2k: fréquence d’altitude d’avion
400-500 300-400 250-300 200-250 150-200 hPa
poursuite par IASI: proposition postdoc CNES
AG du LMD 9 Fév 2010
Etude des surfaces continentales
Végétation & Surfaces continentales Etude des liens entre
photosynthèse, cycle du carbone et bilan radiatif
Structure 3DCanopée
Flux verticaux de CO2
Suivi du couvert végétal
(fluorescence)
Capteur aéroporté
Lidar
Emissivité de surface Sondeurs
IR
Desert (NH) Savanna Tropical forest
March 08June 08September 08December 08
IASI
Capelle et al. in prep.
Seasonal variations negligible in most regions except Savannas
flux de CO2 assimilé: 120 Gt C/an
AG du LMD 9 Fév 2010
suivi de la croissance par fluorescence
Plateforme avec une grue mobile et capteur fluorescence : Campagnes 2008/2009 INRA Avignon
G-FLEX
structure de la canopée par lidar UV
Cuesta et al., 2010
Stockage de carbone dans la canopée forestièreMesure conjointe de l'activité photosynthétique par fluorescence induite par laser
(avec I. Moya, Y. Goulas et A. Ounis)
Collaborations: CEMAGREF, IPSL et INRALandes 2008
AG du LMD 9 Fév 2010
En cours d’analyse : • AIRS, Synergie A-Train (AIRS-CALIPSO-CloudSat), ACE-FTS, IASI, GOSAT (JAXA)
Contribution à la préparation • ADM-Aeolus (ESA) lancement en 2012: Vent, nuages, aérosols• EarthCARE (ESA/JAXA): nuages, aérosols
Initiée en phase 0/A• CHARME pour la mesure CH4 et de la canopée coopération CNES – DLR• IASI-NG climat-chimie-météo (IASI avec bruit/2 et res. spectr. x 2) CNES• Minicarb CNES
Proposée • ACE-2 (Atmospheric Chemistry Exp.) : Appel à Idées EE-8 de l’ESA• EXCALIBUR (CO2 et canopée) : Appel à Idées EE-8 de l’ESA• FLEX (allégé) : Appel à Idées EE-8 de l’ESA• VITAL-ISE (canopée et eaux côtières et intérieures): Appel à Idées de l’ESA
pour la Station Spatiale Internationale
Missions Spatiales
cycle diurne CO2
AG du LMD 9 Fév 2010
Contribution à la recherche nationale/internationale
Projets nationaux Projets internationaux
Instrumentation fluorescence
CNES/TOSCAINSU/PNTS (proposal)
ESA AirFLEXESA-FLEX (proposal)
Instrumentation lidar ANRCNES
ESA
Spectroscopie / transfert radiatif
CNES/TOSCACNES/Noveltis
Gaz effet de serre CNES/TOSCA CE-MACCESA-CCI (proposal)
Nuages / vapeur d’eau CNES/TOSCACNES/NoveltisLEFE-CloudClim
NASACMSAF FAESA-CCI (proposal)GEWEX
Aérosols CNES/TOSCAONERAANR (proposal)
CE-MEGAPOLICE-MACC
Feux de biomasse ANR (proposal) Microsoft Research
Surface continentale CNESPNTSCEMAGREF
AG du LMD 9 Fév 2010
participation of 10 global cloud climatologiespreparation of common data base with monthly statistics
HCA/CA depends on instrument sensitivityseasonal cycles agree quite well
CALIPSO CALIPSO SAGE SAGE AIRS AIRS HIRS-NOAA HIRS-NOAA TOVS-B TOVS-B ISCCP ISCCP PATMOS-x PATMOS-x MODIS-ST MODIS-ST MODIS-CE MODIS-CE Winker Wang Wylie Rossow Heidinger Ackerman Minnis
0°-30°S
HC
A/C
A
LC
A/C
A
http://climserv.ipsl.polytechnique.fr/gewexcaStubenrauch et al. 2009, GEWEX news
co-chairs: C. Stubenrauch, S. Kinne
Cloud Assessment
CALIPSO: highest cloud layer
AG du LMD 9 Fév 2010
50
111
GEISA-09 line transition parameters sub-database evolution
+ 2,139,626 entries
3,000,000
2,000,000
1,000,000
,
,
,
4,000,000
1,668,371GEISA-03
3,807,997GEISA-09
750,000
500,000
250,000
Jacquinet et al.(2009)
AG du LMD 9 Fév 2010
Bilan ARA : variabilité climatique par obs. satellite
?
CH4CH4
Reprise de l’augmentation du méthane ?
+10ppbv
2007 2008
1760
1860
Aérosols Propriétés de surface
NuagesGaz à effet de serreAOD, taille, altitudep, T, , De, IWP Émissivité, températurecontenu
CO2
CO2
2003 2005 2007
IASIAIRS
Aqua/AIRS : 2003-2007 MetOp/IASI : 2007-…
CO2
IASI-2 : 2013-… IASI-3 : 2016-…
2007 2008
391
375
383
375380385
AG du LMD 9 Fév 2010
propriétés des aérosols désertiques
Peyridieu et al., ACPD 2009
Epaisseur optique Climatologie 7 ans : AIRS vs. MODIS
Altitude moyenne AIRS vs. CALIOP (niveau 2)<AIRS-CALIOP> -300 m ± 360 m près des sources de dust
MODIS : poussières (modes fin et grossier) et aérosols de feux
@NASA
AIRS/IASI : mode grossier des poussières
@LMD
PARASOL : mode grossier (non sphérique) des poussières
@LOA
3km
1km
Série temporelle 2003-2010
Altitude moyenne Comparaison avec CALIOP/CALIPSO
AG du LMD 9 Fév 2010
Cloud height relative to tropopause as function of cloud thickness
A-Train: synergy of passive & active instruments
lidar radar MODIS, AIRS OCO Aura Parasol
}AIRS: cloud typeCALIPSO: ‘apparent’ geometrical cloud thicknessCloudSat: real geometrical cloud thickness
GEOPROF datacloudsat.cira.colostate.edu
Winker / Mace et al.2009
only the very thickest opaque clouds (& surrounding anvils) penetrate stratosphereCorrespond to large, organized, convective systems (as in Rossow & Pearl 2007)
Stubenrauch et al., ACP 2010
: real z from GEOPROF
from CALIPSO
from AIRS-LMD
AG du LMD 9 Fév 2010
Evaluation of AIRS cloud height with CALIPSO
good agreement with CALIPSO cld midlevel
(or pos. of max. backscatter) properties also depend on retrieval method
___ LMD
--- NASA
CALIPSO low clouds
A-Train: synergy of passive & active instruments
lidar radar MODIS, AIRS OCO Aura Parasol
___ LMD
--- NASA
all clouds, global
(highest cloud, detected at 5km)
Stubenrauch et al. JGR 2008
in agreement with Kahn et al. 2008
AG du LMD 9 Fév 2010
Vertical extent (z) of high opaque clouds / Ci / thin Ci
A-Train: synergy of passive & active instruments
lidar radar MODIS, AIRS OCO Aura Parasol
AIRS: cloud typeCALIPSO: ‘apparent’ geometrical cloud thicknessCloudSat: real geometrical cloud thickness
Stubenrauch et al.,ACP 2010
z(thin Ci) < z(Ci) < z(hgh op) real z much larger than apparent z for high opaque cloud good quality of AIRS cloud type identification
} GEOPROF dataCloudsat.cira.colostate.edu
Winker / Mace et al.2009
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