• Langue : Anglais
• Discipline : Optique et Lasers, Physico-Chimie, Atmosphère
• Identifiant : 2013LIL10137
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 16/12/2013

Résumé en langue originale

Les aérosols atmosphériques constituent l’une des plus grandes incertitudes dans l’étude des processus de changement climatique. La diversité des leurs sources et mécanismes de formation rendent la distribution spatiale des aérosols très inhomogène ce qui nécessite la mise en place d’une instrumentation et de méthodes d’observation sophistiquées. Un nouveau photomètre solaire aéroporté PLASMA permet d’effectuer des mesures d’épaisseur optique des aérosols sur une large gamme spectrale (0.34−2.25 μm) et à différentes altitudes. La détermination de la distribution verticale des propriétés optiques des aérosols peut ainsi être utilisée pour valider les algorithmes d’inversion des mesures lidar. Il est possible de remonter à la distribution de taille des particules d’aérosol à différents niveaux. En outre, l’instrument peut être installé sur un véhicule afin de mesurer les profils horizontaux du contenu des aérosols. Cette étude est consacrée à la caractérisation et à l’étalonnage de l’instrument et à l’analyse de plusieurs jeux de données. De nombreuses mesures au sol, aéroportées et depuis un véhicule ont réalisées et sont comparées aux mesures d’autres instruments. L’étude de la sensibilité de l’algorithme d’inversion de Oleg Dubovik a montré qu’il est possible d’obtenir la distribution en tailles des particules à partir de mesures d’épaisseur optique quand l’indice de réfraction est connu avec une certaine précision. Les mesures aéroportées ont ainsi été inversées et les distributions de tailles obtenues pour différentes altitudes. Cette information permettra de mieux comprendre les processus de formation et la répartition spatiale des aérosols dans l’atmosphère.

Résumé traduit

Atmospheric aerosols still represents one of the greatest uncertainty in the study of the processes of climate change. The diversity of aerosol sources and their formation mechanisms make the spatial distribution of aerosols very inhomogenous and requires numerous instruments and different approaches for their analysis. A new multi-wavelength airborne sun photometer PLASMA (Photomètre Léger Aéroporté pour la Surveillance des Masses d’Air) developed in the Laboratory of Atmospheric Optics allows providing on-board measurements of aerosol optical depth over a wide (0.34 − 2.25 μm) spectral range and at different altitudes. The information of vertical distribution of aerosol optical properties can be then used to validate the lidar processing algorithms. It is possible to retrieve from PLASMA measurements the size distribution of the aerosol particles at different levels. Also, the instrument can be installed on an automobile in order to measure the horizontal profiles of AOT. This study is dedicated to characterization and calibration of PLASMA and to the analysis of several data sets. Numerous ground-based, airborne and automobile measurements were held and compared with other instruments. Sensitivity study of the Dubovik’s inversion algorithm showed that it is possible to get the particle’s size distribution from only AOD measurements assuming a value of the refractive index within a limited domain. Airborne PLASMA measurements were inverted and size distributions of the aerosol particles were obtained at different altitudes. This new information is helpful to better understand the formation and spatial distribution of aerosols in the atmosphere.