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La urent FOUCHET 18 janvier 2007 Propagation de la lumière dans l’atmosphère: Application du LIDAR IFIPS Département Optronique Cycle ingénieur 2 ème année.

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1 La urent FOUCHET 18 janvier 2007 Propagation de la lumière dans l’atmosphère: Application du LIDAR IFIPS Département Optronique Cycle ingénieur 2 ème année Measurements of Cirrus backscatter phase functions using a high spectral resolution LIDAR

2 De l’intérêt d’étudier l’atmosphère, Aux outils disponibles pour le faire, Mesures aéroportées Mesures satellitaires Mesures terrestres 2 L’étude de l’atmosphère: Position du problème

3 Extinction, Diffusion et absorption Les particules de l’atmosphère génèrent une extinction de la lumière à la traversée de ses différentes couches Définition de 3 coefficients: L’atmosphère: un milieu turbide 3 Fonction phase de rétrodiffusion Probabilité qu’un photon incident suivant la direction ω soit diffusé selon ω’ à dω’ près: Avec:

4 Le LIDAR « traditionnel» LIght Detection And Ranging Pas de distinction entre contribution due aux molécules et contribution due aux aérosols Face au HSRL: High Spectral Resolution LIDAR Utilisation de l’effet Doppler Séparation des photons rétrodiffusés par les molécules ou les aérosols Le LIDAR: un radar optique au service de l’étude de l’atmosphère. 4

5 Campagne de mesures 1994: mise en situation Longue période de mesures Étude menée sur des Cirrus Erreurs sur le comptage des photons Erreurs dues aux diffusion multiples Le HSRL: Un outil d’étude de l’atmosphère 5 Dépendance en température de P(ω, ω’) Variation de la taille et du type des particules en fonction de l’altitude Variation simultanée de la fonction de phase et de la température

6 Sources d’erreurs: De l’importance des erreurs… 6 Calibration Moyennage temporel Comptage des photons Diffusion multiple Effets induits: Erreurs sur le coefficient de diffusion des aérosols et le coefficient d’extinction Erreur de l’ordre de 15 sur la fonction de phase Perte de résolution spatiale

7 Principe: La diffusion multiple, fléau du HSRL 7 Correction: Modèle de Eloranta, approximations importantes: Fonction de phase gaussienne Rétrodiffusion isotrope Les photons ne subissent qu’une seule diffusion importante

8 Conclusions: Importance de la connaissance de l’atmosphère dans l’étude du climat Atouts importants du LIDAR (coûts, performances, facilité d’utilisations) Traitements mathématiques fiables des erreurs Perspectives: Développement de l’étude de l’atmosphère Précision des facteurs influençant la fonction de phase Études climatologiques plus poussées Conclusions et perspectives: 8


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