Exploitation des observations satellitaires IASI couplées à un modèle régional pour l'amélioration de la prévision des épisodes de pollution en ozone - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2009

Exploitation of IASI satellite observations coupled to a regional model for the improvement of the ozone pollution peak forecast

Exploitation des observations satellitaires IASI couplées à un modèle régional pour l'amélioration de la prévision des épisodes de pollution en ozone

Anne Boynard
  • Fonction : Auteur

Résumé

Satellite observations now contribute to the monitoring of the tropospheric composition and the air quality forecasting by providing quantitative information on ozone and its precursors. The objective of this thesis was to exploit the coupling between IASI satellite observations, which was launched on board the MetOp platform in October 2006, and the model CHIMERE in order to document the improvement of the air quality forecasting. This thesis is based primarily on the retrieval of ozone concentrations from infrared spectra measured by the IASI instrument in order to retrieve total ozone columns and ozone partial columns especially in the troposphere. These measurements have been validated by independent observations: the total columns are compared to ultra-violet measurements provided by the satellite instrument GOME 2 (also on board the MetOp satellite) and the ground-based instruments of the Brewer-Dobson network but also infrared measurements (AIRS and TES). The partial columns are compared to ozonesonde measurements. Another component of my thesis was to prepare IASI data assimilation into the model CHIMERE, using a Kalman Filter Ensemble. This method allows the establishment of modelling error covariances from a set of different configurations of the model. In this context, work on the construction of an ensemble that best reflects the reality has been undertaken. The quality of the ensemble was evaluated in the vertical dimension and at the surface from different tools, which are all based on comparisons with observations.
Les observations satellitaires contribuent désormais à la surveillance de la composition troposphérique et à la prévision de la qualité de l'air, en fournissant une information quantitative sur l'ozone et ses précurseurs. L'objectif de ces travaux de thèse a été d'exploiter le couplage entre les observations satellitaires IASI, qui a été lancé à bord du satellite MetOp en octobre 2006, et le modèle CHIMERE, afin de documenter l'amélioration de la prévision de la qualité de l'air. Ces travaux s'appuient d'abord sur l'inversion des concentrations d'ozone à partir des spectres infrarouges mesurés par l'instrument IASI pour restituer des colonnes totales d'ozone et des colonnes partielles d'ozone notamment dans la troposphère. Ces mesures ont été validées par des observations indépendantes : les colonnes totales sont comparées à des mesures ultra-violettes fournies par l'instrument satellitaire GOME-2 (également à bord du satellite MetOp) et les instruments au sol du réseau Brewer-Dobson mais également des mesures infrarouges (TES et AIRS). Les colonnes partielles sont, elles, comparées à des mesures de ballons sonde. Un autre volet de mes travaux de thèse consiste à préparer l'assimilation des données IASI dans le modèle CHIMERE, en utilisant un Filtre de Kalman d'Ensemble. Cette méthode permet d'établir les covariances des erreurs du modèle à partir d'un ensemble de différentes configurations du modèle. Dans ce contexte, un travail sur la construction d'un ensemble reflétant au mieux la réalité a été entrepris. La qualité de l'ensemble a été évaluée, dans la dimension verticale et en surface, à partir de différents outils, qui reposent tous sur des comparaisons aux observations.
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Dates et versions

tel-00489656 , version 1 (07-06-2010)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00489656 , version 1

Citer

Anne Boynard. Exploitation des observations satellitaires IASI couplées à un modèle régional pour l'amélioration de la prévision des épisodes de pollution en ozone. Océan, Atmosphère. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00489656⟩
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