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Polarisation et Directionnalité à laide de la Correction Atmosphérique en Océan Ouvert T. HARMEL, M. CHAMI Laboratoire dOcéanographie de Villefranche (LOV),

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1 Polarisation et Directionnalité à laide de la Correction Atmosphérique en Océan Ouvert T. HARMEL, M. CHAMI Laboratoire dOcéanographie de Villefranche (LOV),

2 2 I. Correction atmosphérique Correction Atmosphérique Mesure au sommet de latmosphère Mesure au niveau de la surface BOUSSOLE

3 3 ~90 % du signal au niveau du capteur est dorigine atmosphérique Différences significatives entre réflectances marines estimées à partir des mesures spatiales et celles mesurées in situ pouvant atteindre 100% en eaux côtières [Chang & Gould, 2006]) Amplification des erreurs dans les Produits Dérivés (CHL, production primaire, etc.) I. Correction atmosphérique Besoin dune Correction Atmosphérique plus performante

4 4 I. Correction atmosphérique Modèle Radiométrique : Une Décomposition formelle du Signal Mesurée par satellite Moléculaire (Rayleigh) Aérosol (inconnue) Réflectance marine (Couleur de lOcean) Transmittance diffuse Ces termes sont couplés

5 5 I. Correction atmosphérique Codes de transfert radiatif Successive Orders of scattering Adding-Doubling Monte-Carlo Equation du transfert radiatif : Look-up Tables (LUT)

6 Une nouvelle génération : Les Satellites Communautaires PARASOL PARASOL (Polarisation et Anisotropie des Réflectances au sommet de l'Atmosphère, couplées avec un Satellite d'Observation emportant un Lidar ) Propriétés radiatives des nuages et des aérosols Bilan radiatif de la Terre Couleur de lOcéan 6 II. Satellite PARASOL 6

7 DIRECTIONNALITE jusquà 16 géométries de visée par cible

8 8 II. Satellite PARASOL 8 I : moyenne temporelle de lintensité dun rayon Q : information sur le degré de polarisation U : direction de polarisation V : ellipticité, nul si polarisation rectiligne Paramètres de Stokes Ou comment caractériser une onde e.m. polarisée Degré de Polarisation : POLARISATION Mesurées par PARASOL I : moyenne temporelle de lintensité dun rayon Q : information sur le degré de polarisation U : direction de polarisation I : moyenne temporelle de lintensité dun rayon Q : information sur le degré de polarisation U : direction de polarisation circulaire rectiligne Champ électrique des photons

9 9

10 10 II. Satellite PARASOL

11 11 [Chl] < 0.3 mg.m -3 pour 80% des océans (Antoine et al., 1996) Bruit instrumental PARASOL : NeΔρ pol ~ (Fougnie et al., 2007) III. Invariance du signal marin polarisé dans le visible

12 12 III. Invariance du signal marin polarisé dans le visible Chl-a concentration

13 13 Perspectives (2008) Moyen terme Validation par inter-comparaison : avec données in situ (BOUSSOLE, AERONET, Campagnes Océanographiques) avec les autres missions satellitaires couleur de locéan (MERIS, SeaWiFS,…), et aérosols (CALIPSO du A-train qui embarque un LIDAR) Opérationnalité Vers les eaux côtières, eaux du cas II Court terme Incorporation des modèles aérosol les plus réalistes (LOA) Tester le formalisme assimilation de données Finaliser lalgorithme de correction atmosphérique

14 14 MERCI

15 15 Au total 13 critères directionnels utilisables pour sélectionner un modèle daérosols pour chaque pixel dune image PARASOL PARASOL band P P P Fonction de phase Angle de polarisation Fonction de phase polarisée Dépendance spectrale pondérée Exemples pour BOUSSOLE III. LUT et information

16 16 Différence radiométrique pour différentes visées ref j III. LUT et information

17 17 III. LUT et information Correction de la composante moléculaire ou Rayleigh Correction (RC) Correction des réflectances: Correction des paramètres de Stokes: (I,Q,U) Rayleigh calculé avec OSOA et 6SV, rangé dans LUT

18 18 I. Satellite PARASOL PARASOL/POLDER3 Mesures directionnelles et polarisées Fauchée 2400 km Résolution maximale 6 km Temps de revisite 2-3 jours

19 19 LUTs PARASOL III. LUT et information

20 20 III. LUT et information Différences observables entre modèles aérosols Bruit instrumental PARASOL : NeΔρ pol ~ en gris (Fougnie et al., 2007)


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