Polarisation et Directionnalité à laide de la Correction Atmosphérique en Océan Ouvert T....

Polarisation et Directionnalité

à l’aide de la Correction Atmosphérique

en Océan Ouvert

T. HARMEL, M. CHAMILaboratoire d’Océanographie de Villefranche (LOV), harmel@obs-vlfr.fr

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I. Correction atmosphériqueI. Correction atmosphérique

Correction Atmosphérique

Mesure au sommet de l’atmosphère

Mesure au niveau de la surface

BOUSSOLE

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• ~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.)

I. Correction atmosphériqueI. Correction atmosphérique

Besoin d’une Correction Atmosphérique plus performante

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I. Correction atmosphériqueI. Correction atmosphérique

i

r

F

F :soit ,

incident eénergétiquflux

réfléchi eénergétiquflux eRéflectanc

)( )( )( ' watmostot t

Modèle Radiométrique : Une Décomposition formelle du Signal

Mesurée par satellite

Moléculaire (Rayleigh)

Aérosol (inconnue)Réflectance marine (‘‘Couleur de l’Ocean’’)

Transmittance diffuse

Ces termes sont couplésCes termes sont couplés

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I. Correction atmosphériqueI. Correction atmosphérique

Codes de transfert radiatif• Successive Orders of scattering• Adding-Doubling• Monte-Carlo

ssss dMJMLMMdL e )],(),()[(),( Equation du transfert radiatif :

Look-up Tables (LUT)

Une nouvelle génération : Les Satellites CommunautairesUne nouvelle génération : Les Satellites Communautaires

PARASOLPARASOL (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

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II. Satellite PARASOLII. Satellite PARASOLII. Satellite PARASOLII. Satellite PARASOL

6

II. Satellite PARASOLII. Satellite PARASOLII. Satellite PARASOLII. Satellite PARASOL

DIRECTIONNALITE jusqu’à 16 géométries de visée par cible

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II. Satellite PARASOLII. Satellite PARASOLII. Satellite PARASOLII. Satellite PARASOL

8

I

VUQP

222

I : moyenne temporelle de l’intensité d’un rayonQ : information sur le degré de polarisationU : direction de polarisationV  : ellipticité, nul si polarisation rectiligne

Paramètres de StokesOu comment caractériser une onde e.m. polarisée

Degré de Polarisation :

PE

I

d

vsvspol

),,(),(

POLARISATION

Mesurées par PARASOLMesurées par PARASOLMesurées par PARASOLMesurées par PARASOL

I : moyenne temporelle de l’intensité d’un rayonQ : information sur le degré de polarisationU : direction de polarisation

I : moyenne temporelle de l’intensité d’un rayonQ : information sur le degré de polarisationU : direction de polarisation

circulairecirculaire rectilignerectiligne

Champ électrique des photons

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II. Satellite PARASOLII. Satellite PARASOLII. Satellite PARASOLII. Satellite PARASOL

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[Chl] < 0.3 mg.m-3 pour 80% des océans(Antoine et al., 1996)

Bruit instrumental PARASOL : NeΔρpol ~ 8.10-4

(Fougnie et al., 2007)

III. III. Invariance du signal marin polarisé dans le visibleInvariance du signal marin polarisé dans le visibleIII. III. Invariance du signal marin polarisé dans le visibleInvariance du signal marin polarisé dans le visible

))mg.m 03.0()(( 3 polxpolpol Chl

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III. III. Invariance du signal marin polarisé dans le visibleInvariance du signal marin polarisé dans le visibleIII. III. Invariance du signal marin polarisé dans le visibleInvariance du signal marin polarisé dans le visible

Chl-a concentration

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Perspectives (2008)

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

Court terme• Incorporation des modèles aérosol les plus réalistes (LOA)• Tester le formalisme assimilation de données• Finaliser l’algorithme de correction atmosphérique

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MERCIMERCI