Polarisation et Directionnalité à l’aide de la Correction Atmosphérique en Océan Ouvert T. HARMEL, M. CHAMI Laboratoire d’Océanographie de Villefranche (LOV), harmel@obs-vlfr.fr

Correction Atmosphérique I. Correction atmosphérique Correction Atmosphérique Mesure au sommet de l’atmosphère Mesure au niveau de la surface BOUSSOLE

~90 % du signal au niveau du capteur est d’origine atmosphérique I. Correction atmosphérique ~90 % du signal au niveau du capteur est d’origine 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.) Besoin d’une Correction Atmosphérique plus performante

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

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

Une nouvelle génération : Les Satellites Communautaires II. Satellite PARASOL Une nouvelle génération : Les Satellites Communautaires 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 l’Océan 6

jusqu’à 16 géométries de visée par cible II. Satellite PARASOL jusqu’à 16 géométries de visée par cible DIRECTIONNALITE

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

II. Satellite PARASOL

Bruit instrumental PARASOL : NeΔρpol ~ 8.10-4 III. Invariance du signal marin polarisé dans le visible Bruit instrumental PARASOL : NeΔρpol ~ 8.10-4 (Fougnie et al., 2007) [Chl] < 0.3 mg.m-3 pour 80% des océans (Antoine et al., 1996)

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

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

MERCI

Exemples pour BOUSSOLE III. LUT et information Au total 13 critères directionnels utilisables pour sélectionner un modèle d’aérosols pour chaque pixel d’une image PARASOL PARASOL band 443 490 P 565 670 763 765 865 910 1020 Fonction de phase Fonction de phase polarisée Angle de polarisation Dépendance spectrale pondérée Exemples pour BOUSSOLE

Différence radiométrique pour différentes visées III. LUT et information Différence radiométrique pour différentes visées qj qref

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

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

III. LUT et information LUT’s PARASOL

Différences observables entre modèles aérosols III. LUT et information Différences observables entre modèles aérosols Bruit instrumental PARASOL : NeΔρpol ~ 8.10-4 en gris (Fougnie et al., 2007)