Validation des indices UV à midi fournis par OMI et GOME-2 à l’aide de mesures UV spectrales NDACC C. Brogniez1, F. Auriol1, C. Deroo1, M. Catalfamo1, F. Minvielle1 J.-M. Metzger2, G. Tournois3, P. Da Conceicao3 1Laboratoire d'Optique Atmosphérique, Université Lille 1 Sciences et Technologies, Villeneuve d'Ascq, France 2UMS 3365 - OSU Réunion, Université de La Réunion, St-Denis de La Réunion, France 3UMS 3470 - OSU Pytheas, Observatoire de Haute Provence, St-Michel l’Observatoire, France Arola4, M. Pitkanen4 4Finnish Meteorological Institute, Yliopistonranta 1 F, P.O. Box 1627, FI-70211 Kuopio, Finland J . Kujanpaa5, N. Kalakoski5 5Finnish Meteorological Institute, Earth Observation Unit, P.O. Box 503, FI-00101 Helsinki, Finland Brogniez et al., ACP, 2016

Données UV à la surface (1) 1 – Instruments spatiaux Code RT, données d’entrée : colonne d’ozone, paramètres aérosols, albédo de surface et épaisseur optique des nuages (COD)… Aérosols et albédo de surface : climatologies (Kinne 2007, Tanskanen 2004) OMI/Aura (résolution spatiale au nadir : 13 km x 24 km) - v1.2 : ne tient pas compte des aérosols absorbants  biais > 0 (Arola et al., 2009) - v1.3 (disponible depuis mars 2014) : en tient cpte (Kinne et al., 2013) - COD : estimée à l’overpass (OP) (mesures OMI) Incertitudes (k = 2) : v1.2 : 10 % (CS), 15 % (AS) si bcp d’aér abs 30 % (CS), 50 % (AS) - v1.3 : diminuent de 5-20 % GOME-2/Metop-A (v1.13) (40 km x 80 km) tient cpte des aérosols absorbants (Koepke et al., 1997) COD : estimée à l’OP (mesures AVHRR/Metop-A) – interpolée à midi à partir d’autres observations (AVHRR/NOAA-18 &-19) Incertitudes (k = 2) : 16 % (CS), 20-40 % (AS);  60 % (AS) si bcp d’aérosols absorbants

Données UV à la surface (2) 2 – Instruments au sol 3 sites : métropole et tropiques (très ≠ : topographie, environnement) Villeneuve d’Ascq (VDA) (50.61ºN, 3.14ºE, 70 m) Observatoire de Haute Provence (OHP) (43.93ºN, 5.70ºE, 686 m) Saint-Denis de la Réunion (SDR) (20.9°S, 55.5°E, 85 m) Instruments : double monochromateurs, Bentham DTM 300 Régulés en température - Résolution 0.5 nm Mesures spectrales de l’éclairement global toutes les 15 ou 30 min (lever  coucher du soleil) Scans : 280-400 nm, Dl = 0.5 nm Incertitudes (k=2) : 5-5.5 %

OMI : Nombreuses validations UVI à l’OP pour v1.2 et v1.3 Une seule à midi solaire pour v1.2 GOME-2 : 1 seule validation des doses journalières d’UV érythémateux Ici validation UVI à midi car OMI et GOME-2 publient des données et des cartes à midi  challenge : estimation COD Comparaisons sur 2009-2012 (coexistence de OMI v1.2–v1.3) : Pour toutes conditions de ciel (AS) Par ciel sans nuage (CS) Comparaison v1.3/v1.2 d’OMI Effet distance site-centre pixel (100 km-10 km); filtre altitude (OMI)

Spectro : Moyennes horaires autour de midi VDA Tout ciel OMI Cercles : COD ≤1 GOME-2

Spectro : Valeur la plus proche de midi VDA Ciel clair OMI Cercles : COD ≤1 GOME-2

OHP Tout ciel OMI Cercles : COD ≤1 GOME-2

OHP Ciel clair OMI Cercles : COD ≤1 GOME-2

SDR Tout ciel OMI Cercles : COD ≤1 GOME-2

SDR Ciel clair OMI Cercles : COD ≤1 GOME-2

à SDR : + de COD_CS >1, surtout pour OMI VDA Influence COD Bleu et vert : UVI ≥ 3 Idem à l’OHP à SDR : + de COD_CS >1, surtout pour OMI

Différence relative = f(décalage temporel OP-midi) VDA OMI cercles : COD ≤1 GOME-2 Pas d’effet

Différence relative = f(décalage temporel OP-midi) OHP OMI cercles : COD ≤1 GOME-2

Différence relative = f(décalage temporel OP-midi) SDR OMI cercles : COD ≤1 GOME-2

Bien meilleur accord à VDA et OHP OMI v1.2  v1.3 Tout ciel Bien meilleur accord à VDA et OHP Peu d’effet à SDR

OMI v1.2  v1.3 Ciel clair

Faible résolution spatiale Résumé - Correction « aérosols abs » dans v1.3-OMI efficace - Validation : - bonne à SDR car pixel satellitaire pas homogène (couvre océan/terre)  difficultés avec COD et albédo de surface) - Cas CS (COD ≈ 0) : un peu mieux prédits avec GOME-2 - Pas d’impact du décalage temporel OP-midi - Filtre sur la distance (100  10 km) : pas de changement statistiquement significatif Faible résolution spatiale - Filtre sur l’altitude (±250m) : idem Biais relatifs médians : AS [8,4 %-12,5 %]; CS [3,8 %-8,4%]  tjs surestimation par capteurs satellitaires En moyenne de ≈ 0,5 UVI à VDA et OHP, ≈ 1. UVI à SDR Cpte tenu des incertitudes : accord (AS) – bon accord (CS)  Données UVI à midi OMI - GOME-2 utilisables

Perspectives Tjs biais >0 Pistes : COD Climato aérosols : remplacer par mesures simultanées ? Climato albédo de surface (TOMS) Sous-estimation de la colonne d’ozone ? (Anton and Loyola, 2011)