Titre original :

Advanced aerosol characterization using sun/sky photometer and multi-wavelength Mie-Raman lidar measurements

Titre traduit :

Méthode avancée de caractérisation des aérosols par sondage lidar et photométrie solaire

Mots-clés en français :
  • Algorithme GARRLIC/GRASP

  • Aérosols atmosphériques
  • Lidar
  • Photométrie
  • Problèmes inverses
  • Poussière
  • Fumée
  • Microphysique
  • Langue : Anglais
  • Discipline : Physique
  • Identifiant : 2018LIL1R078
  • Type de thèse : Doctorat
  • Date de soutenance : 19-12-2018

Résumé en langue originale

Les recherches que nous présentons ont principalement deux objectifs. D’une part la caractérisation des aérosols à l'aide du lidar Mie-Raman LILAS et d’autre part la restitution des propriétés aérosols par l’inversion simultanée des mesures Lidar et photométriques à l’aide l’algorithme GARRLIC/GRASP. Les données analysées proviennent des super-sites d’observations de Lille et M'Bour Les mesures de M'Bour ont été acquises pendant SHADOW-2. L’étude porte, tout d’abord, sur les poussières sahariennes caractérisées prés des sources (Sénégal), puis les aérosols sahariens transportés à longue distance, les particules de fumée issues des feux de forêt canadiens, leur mélange caractérisés depuis le site de Lille. Dans la seconde partie de notre travail, nous nous sommes focalisés sur l’algorithme GARRLIC/GARSP. En particulier, nous avons étudié l’apport de la dépolarisation lidar sur la restitution des propriétés caractéristiques des aérosols restituées. La comparaison montre une très bonne cohérence avec les résultats de méthodes indépendantes, sauf sur la dépolarisation (biais de l’ordre de 10%). Ces cas d’étude ont également permis de mesurer les profils d’absorption des aérosols. Nos résultats démontrent la pertinence des données du lidar et du photomètre sur les sites remarquables de Lille et M’Bour, et de leur interprétation à l’aide d’algorithmes tels que GARRLIC/GRASP pour la caractérisation fine des aérosols pour évaluer leur impact radiatif et pour l’évaluation, depuis le sol, des futures missions de l’Agence Spatiale Européenne.

Résumé traduit

There are two objectives in this study : (i) aerosols characterization using multi-wavelength Mie-Raman lidar and (ii) the retrieval of aerosol properties through lidar and sun/sky photometer joint measurements. The measurements investigated were recorded in two observation sites : Lille (France) and M’bour, (Senegal). The measurements in M’bour were conducted in the SHADOW2 (Study of SaHAran Dust Over West Africa) campaign, in the framework of Labex CaPPA. Aerosol characterization presented in this study concerns Saharan dust in M’Bour, long-range transported dust and Canadian smoke, as well as dust-smoke mixtures. In the second part of this study, lidar volume linear depolarization ratio has been included in the aerosol retrieval algorithm GARRLiC/GRASP. Sensitivity tests are performed to test the performance of GARRLiC/GRASP under different aerosol content, with different sphere fraction and with different error levels of molecular depolarization ratio and calibration coefficient. Then GARRLiC/GRASP is applied to real sun/sky photometer and lidar measurements and the retrievals are compared with results from independent methods for verification. The comparison shows that GARRLiC/GRASP retrievals are very consistent with the results from independent methods, but tend to produce 10% lower dust particle depolarization ratio compared to the lidar measurements. Over all, our results are relevant to the European scientific community since GARRLiC/GRASP is being implemented in the ACTRIS data and service center. This work will benefit to the evaluation of future European space missions.

  • Directeur(s) de thèse : Goloub, Philippe - Dubovik, Oleg
  • Laboratoire : Laboratoire d'optique atmosphérique (LOA)
  • École doctorale : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)

AUTEUR

  • Hu, Qiaoyun
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