Titre original :

Apport de l'information multispectrale (0.49-2.2µ) et polarisée pour la caractérisation des aérosols

Mots-clés en français :
  • Rayonnement infrarouge
  • Polarisation (lumière) -- Mesures
  • Rayonnement atmosphérique
  • Interaction sol-atmosphère
  • Radiomètres
  • Climat -- Changements -- Détection
  • Aérosols atmosphériques -- Télédétection

  • Langue : Français
  • Discipline : Lasers, molécules et rayonnement atmosphérique
  • Identifiant : Inconnu
  • Type de thèse : Doctorat
  • Date de soutenance : 01-01-2005

Résumé en langue originale

La détermination de la contribution radiative des aérosols constitue l'un des enjeux des sciences du climat. Au-dessus des continents, où sont localisées les principales sources d'émission, la connaissance de la contribution des surfaces constitue la principale limitation des méthodes de détection des aérosols. Les travaux présentés ici portent principalement sur le développement d'une méthode originale de caractérisation des aérosols au-dessus des surfaces continentales, basée sur la mesure polarisée étendue dans le moyen infrarouge. Cette méthode repose principalement sur l'hypothèse que la contribution polarisée des sols est spectralement neutre du visible au moyen-infrarouge (0.67-2.2 m). A 2.2 m, les effets de l'atmosphère étant minimisés, cette mesure permet une estimation directe de la contribution polarisée des surfaces. Pour étudier l'apport de ces longueurs d'onde additionnelles, un polarimètre multispectral aéroporté, nommé MICROPOL, a été développé au laboratoire (LOA), avec le soutien du CNES, de l'USTL et de la région Nord-Pas-de-Calais. Cet instrument a participé à de nombreuses campagnes de mesures au-dessus des terres (région Nord, étude de particules de pollution et des surfaces) et des mers. Après une première étape de caractérisation instrumentale, nous avons développé, pour ce capteur, un algorithme de détection des aérosols au-dessus des surfaces océaniques. Une comparaison des paramètres des aérosols restitués par cet algorithme, avec des mesures au sol, a permis de valider l'ensemble de l'instrument et la méthode utilisée. Notre instrument, associé à un lidar aéroporté (radar optique), a également permis de caractériser spatialement et verticalement les propriétés des aérosols naturels observés en mer Méditerranée. Au-dessus des terres, un nouvel algorithme de détection, s'appuyant sur la mesure polarisée à 2.2 m a été développé et évalué. Une étude des propriétés polarisantes des surfaces a confirmé la bonne neutralité spectrale des sols du visible au moyen-infrarouge. La mesure à 2.2 m a donc été utilisée pour estimer la contribution des surfaces dans l'ensemble des bandes spectrales. Une méthode, plus classique, basée sur l'utilisation de la luminance totale, a également été considérée. La comparaison des deux approches montre que seule la méthode basée sur l'utilisation de l'information multispectrale polarisée permet, dans le cas de particules de pollution, de restituer les paramètres de taille et de charge des aérosols, à la fois au-dessus des surfaces naturelles et urbaines. Le travail présenté ici constitue une étape importante de validation instrumentale et méthodologique, dans le cadre du développement d'un capteur spatial, polarisé, multiangulaire et multispectrale qui fait suite à POLDER et qui préfigure l'instrument OSIRIS.

  • Directeur(s) de thèse : Goloub, Philippe - Deuzé, Jean-Luc

AUTEUR

  • Waquet, Fabien
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