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Site web: Xavier Théorêt Maîtrise en télédétection, CARTEL Dép. de Géographie et Télédétection.

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1 Site web: Xavier Théorêt Maîtrise en télédétection, CARTEL Dép. de Géographie et Télédétection Université de Sherbrooke ACFAS, mai 2001

2 1) Introduction aux aérosols 2) Problématique Tous films et images: (c)Xavier Théorêt (à moins de référence contraire) 3) Hypothèse 4) Équipement 5) Résultats visuels 6) Effet de latmosphère 7) Méthodologie: 2 étoiles 8) Résultats préliminaires 10) Conclusion

3 AEROSTAR

4 AEROSOLS

5

6

7 (Nocturnes)

8 AEROSOLS (Nocturnes)

9 AEROSOLS FeuxVolcansSol et désert Transferts de chaleur Réaction chimique Effet de catalyseur Homme Impacts climatiques + Impacts sur la santé Mer

10 Atténuation Diffusion - Absorption = 4 où, est le coefficient dAngström et est la longueur donde Aérosols grossiers ~ 0.5 Aérosols fins ~ 2 Lidentification est donc possible Capte la lumière Chaleur Exemple: suie ou fumée Molécules (Air)

11 Spectroradiomètre Le spectroradiomètre CIMEL est un bon outil pour mesurer les aérosols. Instrument qui mesure le rayonnement solaire à plusieurs longueur d onde. P. Cliche Instrument pour la mesure d aérosols: Standard et complètement automatisé

12 Les mesures au CARTEL: spectroradiomètres solaire CIMEL. (En réseau AERONET et AEROCAN) Station du CARTEL; Toit du Pavillon A4, Université de Sherbrooke, mosaïque Xavier Théorêt...mais impossibilité d effectuer des mesures: Nuit Soleil bas Problématique (1/3)

13 Problématique (2/3)

14 Problème important aux pôles......où la nuit dure presque 6 mois. À la station Alert, la nuit dure 70 jours où il est impossible de mesurer les aérosols. Problématique (2/3)

15 Certains phénomènes tel la brume arctique (arctique haze) ne se produisent que lhiver/début du printemps. Autres méthodes de mesures nocturnes: Ballon sonde et Lidar Mesures ponctuelles (temps & espace) Coût élevé Main d œuvre requise Suivi régulier et continu difficile On sait que Le soleil étant absent pendant cette période, ils ne peuvent donc pas être observés par les spectroradiomètres solaire conventionnels. Leur étude est donc partielle. Les aérosols participent aussi à des réactions photochimiques différentes en l absence du soleil. Problématique (3/3)

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17 Hypothèse: Les étoiles au lieu du soleil Étoiles Limitation: sources stellaires ou quasi-ponctuelles. Très grand choix de sources de qualité et de différentes luminosités. Disponible en tout temps dans l année, en presque toute directions. Stabilité de la source lumineuse.

18 Équipement: Plan général

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21 CCD Pictor 416XT CCD Imageur Équipement: CCD *Charged Coupled Device (CCD)

22 Meade SCT LX200, 10`` Équipement: Télescope CCD Télescope

23 Grille Équipement: Grille Télescope CCD

24 Ordinateur Équipement: Ordinateur CCD Télescope Grille Logiciel dextraction et de contrôle.

25 M. Aubé Analyse du premier ordre (encadré): Champ de vue de la caméra CCD

26 Quelques résultats spectroscopiques visuels Mercure: Bleu/Vert (Mélange Ar/Hg, notez les raie de l Ar) Néon: Rouge/Orange Argon: Intense pour le capteur... mais faible lueur à l oeil!

27 Influence de latmosphère sur un spectre stellaire CCD et/ou télescope O2O2 H2OH2O O2O2 CCD

28 m Uo Um Fig. 8: Schéma pour une source (soleil) U m = U o e -m j (1) Loi Beer-Lambert: ln U m = ln U o -m j (2)ln U m1 = ln U o1 - n m 1 (4) ln U m2 = ln U o2 - n m 2 U m1 = U 01 e - n m1 (3) U m2 = U 02 e - n m2 Loi Beer-Lambert: m2m2 U 02 Um 1, Um 2 U o1 m 1 2 Fig. 9: Schéma pour deux sources forme Y= B + - j X (5) Une seule source Méthode des spectroradiomètres solaires Méthodes de mesure à deux étoiles (1/2)

29 Cette équation ne requiert pas de conversion compte de photons Énergie incidente. Le rapport ln (U 01 / U 02 ) est constant et peut être connu. m est trouvé à partir de la déclinaison des étoiles par rapport à lhorizon local. La vitesse avec laquelle nous obtenons m nest pas limité par la rotation de la Terre et le moment de la journée. Le spectre de chaque étoile, nous donne le rapport ln (U m1 / U m2 ) et nous avons finalement n. Avantages: La méthode avec deux étoiles a été développée par Leiterer et al., 1995 Méthodes de mesure à deux étoiles (2/2)

30 Premiers résultats aérosols obtenus (1/2) Épaisseur optique en fonction du temps :43:123:57:364:12:004:26:244:40:484:55:125:09:36 Heure Épaisseur optique pour = 500 nm (méthode deux étoiles) Épaisseur optique totale moyenne: ~ 0.29 tot = r + H20 + O3 + aérosol + NO x où r : Rayleigh, molécules de l'air (Azote et Oxygène). H20 : Vapeur d'eau. O3 : Ozone aérosol : Aérosols NO x : Oxydes d'azote

31 Épaisseur optique aérosol 5 avril moyen CIMEL Lambda AOT 05-avr 06-avr 500 nm 670 nm AOT moy. mesuré aerostar et par aerostar nm Premiers résultats aérosols obtenus (2/2) En première approximation on pose: tot = r + H20 + O3 + aérosol + NO x = aérosol (500nm) + 0 aérosol (500nm) ~ 0.16

32 La résolution théorique du système utilisé est de 1.31 nm, en pratique elle est environ de 8~10nm à cause de la turnulence de l air, du focus, vibrations, etc... Présentement létoile doit être visible dans l image car elle sert de repère à l axe des longueurs d onde. En dévelloppement... Les résultats préliminaires sont à raffiner mais ceux obtenus sont en accord avec les mesures observées le jour par le spectroradiomètre CIMEL. Ce système a de forte chance dêtre une bonne solution, peu coûteuse, au manque de mesure des aérosols la nuit.

33 Merci aux organisateurs de l ACFAS pour m avoir donné l opportunité de faire cette présentation....au FCAR et le CRSNG pour le financement de ce projet....à Martin Aubé pour avoir eu l idée d appliquer un moustiquaire à un télescope....à Alain Royer et Norm O Neill pour l encadrement.


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