Études scientifiques autour de IASI/MetOp

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1 Études scientifiques autour de IASI/MetOp
Interféromètre Atmosphérique de Sondage dans l’Infrarouge Présentation générale de la mission IASI IASI pour les études de la chimie troposphérique Les projets scientifiques pour l’exploitation des données IASI/MetOp Assimilation des données Au SA: Cathy Clerbaux (CR1), Juliette Hadji-Lazaro (IR CNRS), Solene Turquety (post-doc CNES) + CDD Collaborations nombreuses ISSWG, IPSL, ULB, LA, MeteoF, Noveltis,… Atelier ADOMOCA – 14 décembre Solène Turquety –

2 Présentation générale IASI/MetOp
Lancement sur MetOp: 30 juin 2006 3 lancements successifs – programme 15 ans Éléments de «Eumetsat Polar System» (EPS) MetOp Spectromètre à transformée de Fourier Mesure le rayonnement infrarouge Domaine spectral cm-1 Résolution spectrale après apodisation 0.5 cm-1 Visée au nadir Atelier ADOMOCA – 14 décembre Solène Turquety –

3 Sondeur infrarouge haute résolution
Présentation IASI, Thierry Phulpin et Gilles Chalon Name Spectral region Absorption band IASI application R1 650 to 770 cm-1 CO2 Temperature profile R2 790 to 980 cm-1 Atmospheric window Surface and cloud properties R to 1070 cm-1 O3 O3 sounding R to 1150 cm-1 Atmosphere window Surface and cloud properties R to 1650 cm-1 H2O Humidity profile CH4 and N2O column amount R to 2150 cm-1 CO CO column amount R to 2250 cm-1 N2O and CO2 Temperature profile R to 2420 cm-1 CO2 Temperature profile R to 2700 cm-1 Atmosphere window Surface and cloud properties R to 2760 cm-1 CH4 CH4 column amount

4 Presentation IASI, Thierry Phulpin et Gilles Chalon
Plateforme MetOp GRAS GOME-2 AVHRR-3 HIRS-4 METOP 1/2 only IASI AMSU-A2 AMSU-A1 MHS ASCAT Presentation IASI, Thierry Phulpin et Gilles Chalon

5 Presentation IASI, Thierry Phulpin et Gilles Chalon
Présentation générale IASI/MetOp Visée au nadir Résolution horizontale : Balayage 48.3º Cellule 3.3º x 3.3º ou 50 km x 50 km au nadir 2 x 2 détecteurs Couverture globale journalière Pixel = 12 km de diamètre IASI AMSU-A MHS HIRS/4 AVHRR/3 Presentation IASI, Thierry Phulpin et Gilles Chalon

6 Luminance (mW/(m2 cm-1 sr))
Inversion de gaz traces Nombre d’onde (cm-1) Luminance (mW/(m2 cm-1 sr)) SO2 volcans Affect Precision/accuracy of soundings Must be included to reproduce the full IASI spectra Retrieval is of a major interest for atmospheric chemistry and climate Can be used as tracers in 4D-Var assimilation. IASI/METOP offers first operational long term monitoring IASI gives access to troposphere Potential confirmed for O3 (tropo and strato) , CO, SO2, CH4 … and likely for CO2, and N2O climatology Presentation IASI, Thierry Phulpin et Gilles Chalon

7 Algorithmes de restitution CTM + Data assimilation
METOP [ ] Level 1 Atmospheric spectra IASI GOME2 Algorithmes de restitution CO, CH4, O3, HNO3, SO2 (volcans), CO2, CFCs O3, NO2, SO2, H2CO Level 2 Concentrations CTM + Data assimilation Chimie troposphérique Transport de pollution Qualité de l’air Émissions Level 3 Global distributions Atelier ADOMOCA – 14 décembre Solène Turquety –

8 Restitution gaz traces: Mode opérationnel
Ts O3 CH4 CO + Cloud filtering Hadji-Lazaro et al., GRL 2001 Turquety et al. GRL 2002 Clerbaux et al., IEEE 1999; JGR 2001 Hadji-Lazaro et al., JGR 1999 Clerbaux et al., ACP 2003 SA-Neural network [Turquety et al, JGR 2004] Implemented in the Eumetsat ground segment for IASI real-time data processing

9 Restitution gaz traces: Mode opérationnel
1ere validation: Application à IMG/ADEOS CH4 IMG / NDSC – 1-10/04/1997 CO IMG / NDSC – 1-10/04/1997 IMG/ADEOS TOMS/ADEOS Total O3 (DU) Zonal mean (5°bands) Total O3 (DU) TOMS IMG NN training (a priori) Latitude SA-Neural network [Turquety et al, JGR 2004]

10 Restitution gaz traces: Mode opérationnel
DU C6 IMG/ADEOS – 1-10/04/1997 1ere validation: Application à IMG/ADEOS C12 DU C12 IMG/ADEOS – 1-10/04/1997 Sondes IMG Sondes + NN DU C16 IMG/ADEOS – 1-10/04/1997 AK O3 SA-Neural network [Turquety et al, JGR 2004]

11 Restitution gaz traces: Mode recherche
O3, CO profiles CFCs HNO3 SO2 Produits chimie IASI, mode recherche. Permet d’obtenir des profils pour CO et O3 et aussi des concentrations Pour des especes faiblement absorbantes. Optimal estimation method – Atmosphit (ULB) [Coheur et al. JGR 2005; Barret et al, ACPD 2005]

12 Profils de CO Boundary layer CO (1 km) Upper tropospheric CO (10 km)
Pollution Transport Biomass burning Convective transport Good agreement with surface measurements (CMDL network) and model distributions (GEOS-CHEM) [Barret et al. ACPD 2005 ] IMG: DOFS pour CO

13 WOUDC O3 sondes Profils d’O3 Arctic Northern mid-latitudes
IMG O3 measurement A priori VORTEX Large scale features of the ozone profile are well reproduced, both in the stratosphere AND in the troposphere [Coheur et al. JGR 2005 ] IMG: 2-4 DOFS pour l’O3; Précision > 10% pour colonne 0-12 km

14 Couplage UV-IR Sensibilité verticale : GOME AVK IMG AVK 30 km ds UV
3.4 IR 5.4 UV-IR 7.7

15 Travaux en cours… Ozone retrievals from IR-UV radiances HNO3
Water isotopologues Volcanic plume detection and characterization Mt Etna Eruption (30/10/02) AIRS/AQUA – SO2 channel

16 Travaux français autour de la mission IASI (gaz traces)
Développement d’algorithmes d’inversion (LPMAA, LA, SA) Validation (LPMAA-ballons, LSCE-lidar, LA-Mozaic, SA-SAOZ,…) Couplage avec les modèles (LSCE-inversions de sources, MeteoF, LISA-AQ, LA) Application aux campagnes de mesures (AMMA, Polarcat,…) Distributions produits améliorés via le pôle de données Ether: projet TOSCA « Assimilation chimique des observations METOP » = SA, LA, LSCE + Noveltis

17 Assimilation chimique des observations METOP (TOSCA)
Objectifs / programme des travaux: Mise au point d’une chaîne de traitement CO/IASI (test sur des données simulées et CO MOPITT avant lancement de METOP) Extension à O3 et CH4 Extension aux espèces GOME et exploitation de la synergie GOME-IASI Gestion quasi temps réel des données Distribution des niveaux 3 aux utilisateurs scientifiques potentiels via Ether

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