Laurent FOUCHET18 janvier 2007

Propagation de la lumière dans l’atmosphère: Application du LIDAR

IFIPS Département Optronique IFIPS Département Optronique Cycle ingénieur 2Cycle ingénieur 2èmeème année année

Measurements of Cirrus backscatter phase functions using a high spectral resolution LIDAR

De l’intérêt d’étudier l’atmosphère,

Aux outils disponibles pour le faire,

Mesures aéroportées

Mesures satellitaires

Mesures terrestres2

L’étude de l’atmosphère: Position du problème

Extinction, Diffusion et absorption

Les particules de l’atmosphère génèrent une extinction de la lumière à la traversée de ses différentes couches

Définition de 3 coefficients:

L’atmosphère: un milieu turbide

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Le LIDAR « traditionnel»

LIght Detection And Ranging

Pas de distinction entre contribution due aux molécules et contribution due aux aérosols

Face au HSRL: High Spectral Resolution LIDARUtilisation de l’effet Doppler

Séparation des photons rétrodiffusés par les molécules ou les aérosols

Le LIDAR: un radar optique au service de l’étude de l’atmosphère.

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Campagne de mesures 1994: mise en situation

Longue période de mesures

Étude menée sur des Cirrus

Erreurs sur le comptage des photons

Erreurs dues aux diffusion multiples

Le HSRL: Un outil d’étude de l’atmosphère

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Dépendance en température de P(ω, ω’)

Variation de la taille et du type des particules en fonction de l’altitude

Variation simultanée de la fonction de phase et de la température

Sources d’erreurs:

De l’importance des erreurs…

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Calibration

Moyennage temporel

Comptage des photons

Diffusion multiple

Effets induits:

Erreurs sur le coefficient de diffusion des aérosols et le coefficient d’extinction

Erreur de l’ordre de 15 sur la fonction de phase

Perte de résolution spatiale

Principe:

La diffusion multiple, fléau du HSRL

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Correction:

Modèle de Eloranta, 1998

3 approximations importantes:

Fonction de phase gaussienne

Rétrodiffusion isotrope

Les photons ne subissent qu’une seule diffusion importante

Capteur

Conclusions:

Importance de la connaissance de l’atmosphère dans l’étude du climat

Atouts importants du LIDAR (coûts, performances, facilité d’utilisations)

Traitements mathématiques fiables des erreurs

Perspectives:Développement de l’étude de l’atmosphère

Précision des facteurs influençant la fonction de phase

Études climatologiques plus poussées

Conclusions et perspectives:

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