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Journées scientifiques «Physique de l'Atmosphère et Télédétection» - 8-9/10/2009
Etude de la variabilité multi-échelles Etude de la variabilité multi-échelles du climat et environnement du climat et environnement
méditerranéen:méditerranéen:
Contribution de la télédétectionContribution de la télédétectionà HyMeX et ChArMeXà HyMeX et ChArMeX
Philippe Drobinski(1) & Véronique Ducrocq(2)
(1) LMD/IPSL; (2) CNRM
François Dulac(3)
(3) LSCE/IPSL
Journées scientifiques «Physique de l'Atmosphère et Télédétection» - 8-9/10/2009
Motivations et enjeuxMotivations et enjeux Un bassin quasi-fermé séparant les régions tempérées au nord et arides au sud et présentant une orographie marquée sur son pourtour et une forte urbanisation
Un système couplé entre compartiments (atmosphère-océan-continent) et processus (physiques et chimiques)
Rôle de la composition chimique de l’atmosphère sur l’environnement et le climat régional (ChArMeX)
région à photochimie intense durant l’été région présentant le plus forte concentration en aérosols
Cycle de l’eau au coeur des enjeux de l’étude du système climatique Méditerranéen (HyMeX)
région favorable aux événements extrêmes: précipitations intenses et crues (automne), cyclogénèses et convection océanique (hiver), sécheresse et vagues de chaleur (été) région où les ressources en eau sont critiques et inégalement réparties
Gard, Sept. 2002: ~700 l/m2, 1.2 billion € damage Algiers, nov. 2001: ~260 l/m2, 886 human losses
Journées scientifiques «Physique de l'Atmosphère et Télédétection» - 8-9/10/2009
Motivations et enjeuxMotivations et enjeux Région de “compétition” entre processus de fine échelle et circulation de grande échelle
réduction de la prévisibilité des événements intenses relation incertaine sur les relations entre les processus physiques et biogéochimiques régionaux et globaux (téléconnexions dynamiques; transport d’espèces à grande échelle,…) la modélisation des processus physiques et chimiques en question
Journées scientifiques «Physique de l'Atmosphère et Télédétection» - 8-9/10/2009
Motivations et enjeuxMotivations et enjeux Le bassin Méditerranéen est l’un des deux “hot spots” du changement climatique
Climate is especially responsive to global change in Mediterranean
Large decrease in mean precipitation and increase in precipitation variability during dry (warm) season, large increase in temperature (+1.4 - +5.8°C in 2100)
Impact des processus de fine échelle sur le climat régional dans un contexte de réchauffement global et de forte
pression anthropique
Journées scientifiques «Physique de l'Atmosphère et Télédétection» - 8-9/10/2009
La télédétection pour la La télédétection pour la Méditerranée:Méditerranée:
Quelques exemplesQuelques exemples
Sauvage et al., 2007, ACP
Ozone troposphérique intégré sur la colonne (été 2000) avec Ozone troposphérique intégré sur la colonne (été 2000) avec GOMEGOME
• Contributions relatives du transport à longue distance et des sources régionales de pollution dans un contexte de décroissance des émissions européennes
Journées scientifiques «Physique de l'Atmosphère et Télédétection» - 8-9/10/2009
La télédétection pour la La télédétection pour la Méditerranée:Méditerranée:
Quelques exemplesQuelques exemples
Courtesy to Tanré, Deuzé and Ducos
Epaisseur optique des aérosols durant l’été 2007 à 865 nm avec PARASOLEpaisseur optique des aérosols durant l’été 2007 à 865 nm avec PARASOL
• Variabilité des aérosols et contribution au bilan radiatif
Journées scientifiques «Physique de l'Atmosphère et Télédétection» - 8-9/10/2009
La télédétection pour la La télédétection pour la Méditerranée:Méditerranée:
Quelques exemplesQuelques exemples
Salameh et al. 2007, AG
Transport d’aérosols par situation de Mistral Transport d’aérosols par situation de Mistral (24/Mar/1998) documenté avec SeaWifs et modélisé (24/Mar/1998) documenté avec SeaWifs et modélisé
avec CHIMEREavec CHIMERE
• Relation dynamique/distribution des aérosols
• Validation des modèles de chimie/transport
Journées scientifiques «Physique de l'Atmosphère et Télédétection» - 8-9/10/2009
La télédétection pour la La télédétection pour la Méditerranée:Méditerranée:
Quelques exemplesQuelques exemplesCouverture nuageuse sur le bassin Couverture nuageuse sur le bassin
Méditerranéen avec CALIOP et modélisée Méditerranéen avec CALIOP et modélisée avec WRFavec WRF
Courtesy to Bastin, Chepfer, Chiriaco
Longitude (°E) – Latitude ~30°N Longitude (°E) – Latitude ~40°N
• Evaluation des modèles météorologiques pour la représentation de la distribution verticale des nuages
• Impact radiatif des nuages
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La télédétection pour la La télédétection pour la Méditerranée:Méditerranée:
Quelques exemplesQuelques exemplesPrécipitations intenses à Alger (9-10/Nov/2001) avec Précipitations intenses à Alger (9-10/Nov/2001) avec
AMSUAMSU12 UTC 09 Nov
2001
01 UTC 10 Nov 2001
Funatsu et al. 2007, JGR
AMSU-A8: upper level troughsAMSU-B3-5: precipitationDC (Hong et al. 2005): deep convective clouds
• Processus de formation des précipitations intenses• Variabilité saisonnière des systèmes précipitants• Validation des modèles météorologiques
Journées scientifiques «Physique de l'Atmosphère et Télédétection» - 8-9/10/2009
La télédétection pour la La télédétection pour la Méditerranée:Méditerranée:
Le contexte HyMeX et ChArMeXLe contexte HyMeX et ChArMeX
• HyMeX : http://www.hymex.org/1. Bilan d’eau de la mer Méditerranée2. Cycle hydrologique continental
Variabilité des différentes composantes du cycle de l’eau dans un contexte de changement climatique; Impact sur les ressources en eau
3. Précipitations intenses et crues4. Echanges extrèmes air/mer
Ingrédients et interactions produisant des événements extrêmes; Evolution dans un contexte de changement global
5. Vulnérabilité et adaptation Réduction de l’mpact des événements extrêmes et du changement climatique
• ChArMeX: http://charmex.lsce.ipsl.fr/1.Etat présent de l’environnement
atmosphérique MéditerranéenSources et bilans d’aérosols et
précurseurs d’espèces secondairesProcessus dynamiques et chimiquesDéposition atmosphérique
2.Impact des aérosols et des gazs sur la qualité de l’air, sur le bilan radiatif régional et sur les écosystèmes
3. Evolution dans un contexte de changement climatique et de forte pression anthropique
Amélioration de la compréhension du cycle de l’eau et de la composition chimique de l’atmosphère par l’observation et la modélisation du système couplé Méditerranéen (atmosphère-océan-continent; processus physiques et chimiques), de sa variabilité (de l’échelle de l’événement aux échelles saisonnières et interannuelles) et de ses caractéristiques sur une décénnie dans un contexte de changement climatique
Evaluation de la vulnérabilité sociétale et économique aux événements extrêmes et des capacités d’adaptation
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Enhanced existing observatories and operational observing systems in the key regions of high-impact
events: budgets and process studies
(+ dedicated short field campaigns)
HyMeX GEWEX CEOP/RHP
Enhanced current operational observing system over the
whole Mediterranean basin: budgets
(data access ‘data policy’)
Special observing periods of high-impact events in selected regions of the EOP
target areas (aircrafts, ships,…): process studies
HyMeX THORPEX T-NAWDEX
2010 2011 2013
EOP
2014 2015 2016
LOP
2017 2018 2019 2020201720162010 2012 2013 2014
SOP
La télédétection pour la La télédétection pour la Méditerranée:Méditerranée:
Le contexte HyMeX et ChArMeXLe contexte HyMeX et ChArMeX
EOP ChArMeX phasée avec l’EOP HyMeX
SOP d’été de ChArMeX intercalées entre les SOP d’automne et hiver de HyMeX
Une stratégie expérimentale « emboîtée »
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La télédétection pour la La télédétection pour la Méditerranée:Méditerranée:
Quelques trivialités vues d’un béotienQuelques trivialités vues d’un béotien Sources d’informations
– Variabilité spatiale (horizontale ou verticale)– Données dans des zones vierges de mesures « sol » au dessus de la mer
Méditerranée: enjeux méthodologiques car « effets de côtes » (complémentarité des données des SOP, EOP)
– Longues séries temporelles variabilité temporelle et tendance: LOP– Source d’information complémentaire aux mesures sol: SOP/EOP
Analyse de processus– Accès à plusieurs variables à partir d’un seul instrument/une seule plateforme
informations sur des corrélations entre processus– Validation de modèles par approche « modèle vers observations » (voir exposés
de H. Chepfer; J.P. Chaboureau)
Prévision immédiate
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La télédétection pour la La télédétection pour la Méditerranée:Méditerranée:
Contribution actuelle dans HyMeX et Contribution actuelle dans HyMeX et ChArMeXChArMeX
La télédétection spatiale dans HyMeX– Mise en place de « Task team » - satellite dans HyMeX actuellement
(resp. C. Claud) [email protected]– Contribution encore faible de la communauté française surtout sur le
volet océanique et surfaces continentales– Contribution HyMeX à GPM sur le bassin Méditerranéen à partir des
sites instrumentés HyMeX– Contribution du GEWEX satellite group: extraction données satellites
autour des sites HyMeX (Espagne, France, Italie, Grèce, Israël,…): http://monsoon.t.u-tokyo.ac.jp/ceop2/satellite/
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La télédétection pour la Méditerranée:La télédétection pour la Méditerranée:Contribution espérée dans HyMeX et Contribution espérée dans HyMeX et
ChArMeXChArMeX Processus
– Rôle des nuages et aérosols (sahariens, pollution) sur le bilan radiatif et d’énergie (évaporation en particulier) sur le bassin Méditerranéen; Contribution des poussières sahariennes à l'épaisseur optique en aérosols
– Rôle des aérosols sur la modulation des pluies intenses en Méditerranée et sur les flux air-mer (aérosols marins).
– Rôle des émissions par les navires sur les oxydes d'azote– Rôle des pluies en mer sur le bilan d’eau de la Méditerranée, la circulation océanique
et le dépôt des aérosols– Rôle du vent de surface sur la convection océanique
Variabilité et tendances– Etude des tendances et de la variabilité intra- et inter-annuelle: besoin de longues
séries (ozone troposphérique, aérosols, vapeur d’eau, flux de chaleur, précipitations, ...) climatologie cohérente (passée et future)
Support des données satellites aux SOP– Support temps réel aux campagnes (IASI: CO, O3?; MSG/SEVIRI: épaisseur optique,
couverture nuageuse; etc)– Prévision immédiate (panaches de gaz et aérosols, systèmes précipitants) – Analyse post événements
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La télédétection pour la La télédétection pour la Méditerranée:Méditerranée:
Bases de données HyMeX et CharMeXBases de données HyMeX et CharMeXICARE dans HyMeX et ChArMeX