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Laboratoire de Météorologie Dynamique Atmosphère-Biosphère-Climat Atmosphère-Biosphère-Climat (télédétection) présenté par Claudia Stubenrauch Raymond.

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1 Laboratoire de Météorologie Dynamique Atmosphère-Biosphère-Climat Atmosphère-Biosphère-Climat (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 2009 Salle Becquerel, Ecole Polytechnique Conception instrumentale: -instruments innovants -missions spatiales Observations Inversion Spectroscopie Transfert radiatif variables physiques interprétation scientifique (sondeurs IR, lidars, radiomètres fluo)

2 AG du LMD 9 Fév 2010 Couche limite et surfaces continentales Structure CL et Flux (énergie, CO 2, H 2 O) Suivi du couvert végétal (par fluorescence) Propriétés radiatives (émissivité, température) Nuages et transport dans latmosphère libre Nuages, convection et vapeur deau 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) CO 2 tropo/strato (ACE-FTS) absorption 0 2 (FLEX) capteur fluo (FLEX) gaz effet de serre (IASI) CO 2 (A-SCOPE) Thèmes scientifiques CLA Tropo Strato Surf. cirrus / contrails (A-Train)

3 AG du LMD 9 Fév 2010 profils verticaux de concentration de CO 2 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 2009 ACP 2009, et 1 article en préparation °N améliorer connaissance du transport atmosphérique à grande échelle déterminer hauteur dinjection de CO2 par les feux modélisation 4A/OP limbe moyennes mensuelles 10°x10°, 5-25 km daltitude, (erreur a priori < 0.5 %, écart type ~ 1 %) Comparaison avec modèle de transport FLEXPART

4 AG du LMD 9 Fév 2010 Climatologie des traînées davion potentielles Nicolas Lamquin, thèse Déc 2009

5 AG du LMD 9 Fév 2010 Climatologie des traînées davion potentielles Nicolas Lamquin, thèse Déc 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 daltitude davion hPa poursuite par IASI: proposition postdoc CNES

6 AG du LMD 9 Fév 2010 Etude des surfaces continentales V é g é tation & Surfaces continentales Etude des liens entre photosynthèse, cycle du carbone et bilan radiatif Structure 3D Canop é e Flux verticaux de CO 2 Suivi du couvert v é g é tal (fluorescence) Capteur a é roport é Lidar Emissivit é de surface Sondeurs IR IASI Capelle et al. in prep. Seasonal variations negligible in most regions except Savannas flux de CO2 assimilé: 120 Gt C/an

7 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 forestière Mesure conjointe de l'activité photosynthétique par fluorescence induite par laser (avec I. Moya, Y. Goulas et A. Ounis) Collaborations: CEMAGREF, IPSL et INRA Landes 2008

8 AG du LMD 9 Fév 2010 En cours danalyse : 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 lESA EXCALIBUR (CO 2 et canopée) : Appel à Idées EE-8 de lESA FLEX (allégé) : Appel à Idées EE-8 de lESA VITAL-ISE (canopée et eaux côtières et intérieures): Appel à Idées de lESA pour la Station Spatiale Internationale Missions Spatiales cycle diurne CO2

9 AG du LMD 9 Fév 2010 Contribution à la recherche nationale/internationale Projets nationauxProjets internationaux Instrumentation fluorescence CNES/TOSCA INSU/PNTS (proposal) ESA AirFLEX ESA-FLEX (proposal) Instrumentation lidar ANR CNES ESA Spectroscopie / transfert radiatif CNES/TOSCA CNES/Noveltis Gaz effet de serre CNES/TOSCACE-MACC ESA-CCI (proposal) Nuages / vapeur deau CNES/TOSCA CNES/Noveltis LEFE-CloudClim NASA CMSAF FA ESA-CCI (proposal) GEWEX Aérosols CNES/TOSCA ONERA ANR (proposal) CE-MEGAPOLI CE-MACC Feux de biomasse ANR (proposal)Microsoft Research Surface continentale CNES PNTS CEMAGREF

10 AG du LMD 9 Fév 2010 participation of 10 global cloud climatologies preparation of common data base with monthly statistics HCA/CA depends on instrument sensitivity seasonal cycles agree quite well CALIPSO SAGE AIRS HIRS-NOAA TOVS-B ISCCP PATMOS-x MODIS-ST MODIS-CE WinkerWang Wylie Rossow Heidinger Ackerman Minnis 0°-30°S HCA/CA LCA/CA Stubenrauch et al. 2009, GEWEX news co-chairs: C. Stubenrauch, S. Kinne Cloud Assessment CALIPSO: highest cloud layer

11 AG du LMD 9 Fév GEISA-09 line transition parameters sub-database evolution + 2,139,626 entries 3,000,000 2,000,000 1,000,000,,, 4,000,000 1,668,371 GEISA-03 3,807,997 GEISA , , ,000 Jacquinet et al. (2009)

12 AG du LMD 9 Fév 2010 Bilan ARA : variabilité climatique par obs. satellite ? CH 4 Reprise de laugmentation du méthane ? +10ppbv Aérosols Propriétés de surface Nuages Gaz à effet de serre AOD, taille, altitude p, T,, De, IWP Émissivité, température contenu CO IASI AIRS Aqua/AIRS : MetOp/IASI : 2007-… CO 2 IASI-2 : 2013-… IASI-3 : 2016-…

13 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) -300 m ± 360 m près des sources de dust MODIS : poussières (modes fin et grossier) et aérosols de AIRS/IASI : mode grossier des PARASOL : mode grossier (non sphérique) des 3km 1km Série temporelle Altitude moyenneComparaison avec CALIOP/CALIPSO

14 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 type CALIPSO : apparent geometrical cloud thickness CloudSat : real geometrical cloud thickness GEOPROF data cloudsat.cira.colostate.edu Winker / Mace et al.2009 only the very thickest opaque clouds (& surrounding anvils) penetrate stratosphere Correspond to large, organized, convective systems (as in Rossow & Pearl 2007) Stubenrauch et al., ACP 2010 : real z from GEOPROF from CALIPSO from AIRS-LMD

15 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

16 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 type CALIPSO : apparent geometrical cloud thickness CloudSat : 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 data Cloudsat.cira.colostate.edu Winker / Mace et al.2009


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