12.3 Impact du rayonnement solaire sur la qualité de la reconstruction d'image

La scène observée durant le solstice d'hiver est simulée sur une grille cartésienne de 321$\times$ 321 points et un pas d'échantillonnage de dans le repère des cosinus directeurs, ce qui correspond à une résolution angulaire de 0.5024$^\circ$ , proche de la résolution angulaire du soleil. Cette scène est la somme de trois composantes :

où :

• est la carte de températures de brillance observée par MIRAS depuis sa position au solstice d'hiver. Cette carte ne contient aucune pollution par le soleil.
• est la température de brillance du soleil, . Puisque la résolution angulaire du soleil est de l'ordre de la résolution de la grille de simulation, cette température est affectée au seul pixel le plus proche de sa position calculée à l'aide de l'éphéméride.
• est la distribution de températures de brillance du reflet du soleil calculée à l'aide des données W0A1 et QuikSCAT pour les données de SSS, SST et de vent et du modèle SSA-1 pour les coefficients bistatiques.

Les simulations présentées ici sont réalisées pour la polarisation $H$ .

L'instrument modélisé est l'instrument réaliste de type MIRAS. La méthode choisie pour la reconstruction est la méthode à bande passante limitée.

Dans cette étude, nous avons tenté de soustraire la contribution du soleil (direct et reflété) aux visibilités mesurées avant le processus de reconstruction afin d'observer s'il est possible de retrouver la distribution de température initiale telle que vue par un instrument idéal. Les étapes de reconstruction-simulation sont alors :

étape 1:

les visibilités mesurées par un instrument réaliste sont simulées d'après ;

étape 2:

un bruit radiométrique gaussien de déviation standard  K est ajouté;

étape 3:

la contribution du soleil est simulée à partir de , avec  K et 0, 1000, 5000, or 10000 K;

étape 4:

la contribution du reflet est simulé à partir de , étant simulé à partir de calculé avec une erreur aléatoire typique sur les données de vent QuikSCAT (  m/s sur la vitesse du vent, sur la direction);

étape 5:

la contribution du soleil et du reflet est soustraite aux visibilités mesurées :
;

étape 6:

une carte de température de brillance est reconstruite à partir de .

La reconstruction de référence est effectuée à partir des visibilités simulées à partir d'un instrument idéal et à l'aide d'une simple $\mathcal{TF}$  inverse. Toutes les reconstructions sont apodisées avec la fenêtre de BLACKMAN. La notation désigne la carte des erreurs de reconstruction où est la carte de température reconstruite.

L'erreur de reconstruction est quantifiée par and définis comme suit :

$$=$$ (12.3)

$$=$$ (12.4)

$$=$$ (12.5)

où est l'une des régions montrées sur la figure 12.4 ( ou  ) et $M$ est le nombre de pixels dans cette région.

La figure 12.4 montre la carte des erreurs où la carte est directement reconstruite à partir des visibilités . La région est une zone d'environ 60 km $\times$  80 km contenant un alias du soleil dont la température maximale est d'environ 30 K. La région est une zone contenant une partie du reflet, dont la température maximale est d'environ 15 K. Notons que dans un travail similaire portant uniquement sur l'alias du soleil, Camps et al. CampsSun reconstruise un alias d'un température d'environ 1400 K, sans qu'il soit pour l'instant possible de comprendre l'origine de cette différence.

Figure 12.4: Carte des erreurs de reconstruction établie à partir des mesures interférométriques contaminés par le soleil au solstice d'hiver.

Les résultats présentés dans le tableau 12.1 font références aux cas suivants :

I

     (cas de référence)

    Vérification de la linéarité

II

    

    Sensibilité aux erreurs sur les données ancillaires de vent

III

    

    Sensibilité aux erreurs sur les données ancillaires de température du soleil

IV

    

V

    

VI

    

Lorsqu'un biais est introduit sur la température du soleil simulée, la température de brillance du reflet est augmentée proportionnellement : pour un biais de , la température en chaque pixel du reflet est augmentée de 10%.