La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

Laboratoire d’Aérologie, Toulouse

Présentations similaires


Présentation au sujet: "Laboratoire d’Aérologie, Toulouse"— Transcription de la présentation:

1 Laboratoire d’Aérologie, Toulouse
Le Satellite Odin Philippe Ricaud Laboratoire d’Aérologie, Toulouse

2 Plan 1- Le satellite Odin 2- Spectroscopie dans le domaine sub-mm 3- Validation 4- Résultats scientifiques 5- Implication d’ETHER

3 Le satellite Odin Mini-satellite Suède, France, Canada et Finlande
50 % aéronomie, 50% astronomie 250 kg 620 km d’altitude, héliosynchrone (18:00 nœud ascendant) Couverture en latitude : 83°S-83°N 2 instruments : Micro-onde (SMR): GHz O3 et isotopes, ClO, N2O, HNO3, H2O et isotopes, CO,température UV/VIS et IR (OSIRIS): nm et 1.27 mm O3, NO2, aérosols, (BrO, OClO) Lancement en février 2001 (lanceur START-1)

4 Géométries d’observation
Hauteur tangente Visée au limbe

5 Le satellite Odin

6 Le satellite Odin Configuration “lancement” (replié)

7 Lanceur russe START

8 Odin/SMR scheme

9 L’instrument SMR Mélangeurs Schottky refroidis mécaniquement
4 bandes ( GHz non continues) A GHz B GHz A GHz B GHz Spectromètres 2 auto-corrélateurs 1 spectromètre acousto-optique 1 banque de filtres (119 GHz pour O2 ® température)

10 Modes de Mesure 4 modes scientifiques 3 modes d’observation
Stratosphérique: O3, ClO, HNO3, N2O Hydrogène : H2O, H2O2, HO2, CO, O3 Azote: NO, NO2, HNO3, N2O, O3 Isotope vapeur d ’eau : H2O, HDO, H2O-18, H2O-17, O3 3 modes d’observation Stratosphère : km Strato-mésosphère : km Mésosphère d’été : km

11 MOLIERE : Transfert Radiatif
MOLIERE : Microwave Odin Line Estimation and Retrieval 0-3 THz Raie par raie Visées Limbe Nadir Instruments : sol, ballon-avion & espace Continua H2O & O2 Bases de données spectroscopiques JPL & HITRAN Fonctions de poids instrumentales Lobe d’antenne Réponse spectromètres Modes SSB & DSB

12 MOLIERE : Retrieval code
Estimate the vertical profiles of the studied molecules from the measured spectra OEM Method (Optimal Estimation Method, Rodgers)  Linearisation of the radiative transfer equation around a reference state xref F(x,b) = F(xref , b) + K|xref (xref – xa) , with K = ∂F/∂x  Statistical Combinaison of the information coming from an a priori knowledge xa of the profile and from the measurement y ; weighted by the errors Least-squared methode : Minimisation of 2 = [y – F(x, b)]T Sy–1 [y – F(x,b)] + [x – xa] Sa–1 [x – xa] y : measurement ; x : vertical profile ; F : model ; b : model parameters Sa and Sy : covariance matrix associated with xa and y Solution given by (Rodgers, 1976) : x = xa + (Sa–1 + KTSy–1K)–1 KTSy–1 [ y – F(xref , b) + K(xref – xa) ]

13 Use the OEM even when the problem is non-linear
Non-linear Retrieval Use the OEM even when the problem is non-linear Solutions 1) Treat only the channels that are optically thin 2) Use a non-linear scheme  Iterative scheme based on a Newton and Levenberg-Marquardt iteration xi+1 = xa + (Sa–1 + KiTSy–1Ki + I)–1  KTSy–1 [ ( y – F(xi , b) + K(xi – xa) ) +  (xi – xa) ]  : Levenberg-Marquardt parameter  regularisation of the problem  solution not too far of the a priori

14 OBSERVATOIRE DE BORDEAUX
TRAITEMENT NIVEAU 1B Exogen Data IDRIS T-P/ECMWF PDC L1B/SMR L2/OSIRIS L2/SMR MISU L2/SMR ETHER ACQUISITION STORAGE CTSO MOLIERE T-P using ARLETTY Spectra in L1B L2/MOLIERE USERS FRENCH AERONOMERS CTSO/NOMINAL CTSO/DEVELOPMENT OBSERVATOIRE DE BORDEAUX

15 Odin/SMR Measurements
Studied Molecules and Expected Retrieval Frequency (GHz) Molecule Altitude (km) O3 20-60 ClO 16-60 N2O 15-60 HNO3 20-80 H218O 22-65 18-60 H216O 22-72 33-100 35-60 25-80 CO 25-90 HDO 17-65 18O3 20-45

16 Implication Française Aéronomie
Laboratoires Observatoire de Bordeaux → Laboratoire d’Aérologie Service d’Aéronomie Météo-France/CNRM Ether, base de données IPSL (Paris) CNES (Toulouse) Chaîne de traitement des données micro-ondes, modélisation, assimilation, interprétation

17 Spectroscopie dans le domaine sub-mm

18 O3, ClO, N2O Urban et al., 2006

19 ClO N2O O3 Urban et al., 2006

20 O3, HNO3 Urban et al., 2006

21 O3 HNO3 Urban et al., 2006

22 H2O et isotopes Urban et al., 2007

23 Vapeur d’eau H2O H2O-18 HDO H2O Urban et al., 2007

24 CO Dupuy et al., 2005

25 H2CO Ricaud et al., 2007

26 Ricaud et al., 2007

27 Weak Line Studies Zelinger et al., 2007

28 3 - Validation

29 SAOZ-MIR, SMR and OSIRIS Mean, difference and standard deviation
at 22°S (Brasil to Australia) in February 2003 OSIRIS : within1% and 100 m on average with SAOZ, larger 8% standard dev. 8% in the stratosphere, degrading rapidly below 19 km SMR: within 7% and 1 km with SAOZ, 20% standard dev. In the stratosphere, degrading below 20 km

30 NO2 : OSIRIS vs SAOZ

31 N2O : SMR vs LPMA SMR LPMA

32 4 - Analyses scientifiques

33 REPROBUS Odin Ricaud et al., 2005 O3 ClO N2O O3 ClO N2O 19-20/09/02
25-26/09/02 1-2/10/02 4-5/10/02 Odin REPROBUS Ricaud et al., 2005

34 Trou d’ozone arctique El Amraoui et al., 2008

35 Rapport D/H : Janvier 2002

36 N2O ODIN QBO Phase E W E W E MOCAGE SLIMCAT Ricaud et al., 2009

37 N2O : AO, SAO and QBO Model underestimation of the AO in the UTLS AO
Ricaud et al., 2009 Non-negligible measured SAO at 100 hPa

38 MAM season OLR ODIN N2O 400 K 400 K MOCAGE N2O OPF
At 400 K, all measured gases (N2O, CH4 and CO) show significant longitudinal variations, not captured by the model (Ricaud et al., ACP, 2007). The maximum amounts are primarily located over Africa in MAM The suggestion is of strong overshooting over land convective regions, particularly Africa, very consistent with the TRMM maximum overshooting features over the same region during the same season. ODIN N2O 400 K 400 K MOCAGE N2O Overshooting Probability Function (Liu and Zipfser, JGR, 2005) OPF

39 1.2 ppbv/yr ; 0.4 ppbv/yr 1.9 ppbv/yr ; 0.2 ppbv/yr 1.7 ppbv/yr ; 1.6 ppbv/yr -3.2 ppbv/yr; -6.3 ppbv/yr 1.6 ppbv/yr ; 1.2 ppbv/yr -0.7 ppbv/yr 1.2 ppbv/yr 0.8 ppbv/yr ; 0.7 ppbv/yr

40 Exploitation des données ODIN dans ETHER
État de l’archive : Données SMR : L1B de 2001 à 2009, V6 : toutes bandes confondues, rapatriement des données de la V7 en cours L2 non officielles de 2001 à produites par la CTSO, V225 : molécules N2O, O3 et ClO L2 officielles V2.1 : de 2001 à 2009 (O3, N2O, ClO) Données OSIRIS : L2 de 2001 à 2009, V3.0: O3, NO2 Exploitation des données ODIN/SMR Traitement systématique des mesures de N2O, O3 et ClO de l’instrument ODIN/SMR sur Ether Données 2004 à 2008 produites Données 2002 (mars – avril –mai ) et en cours de production Création et mise à jour des fichiers logs dressant la liste des L1B récupérés et des L2 produits sur Ether

41 Synthèse ODIN toujours opérationnel Mode 100% aéronomie depuis 2007
Bilan publications ODIN : 127 SMR : 68 dont 31 françaises, le reste venant de Suède, USA, et Japon OSIRIS : le reste, essentiellement Canada


Télécharger ppt "Laboratoire d’Aérologie, Toulouse"

Présentations similaires


Annonces Google