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Le rôle des observations spatiales pour l’étude de l'atmosphère dans le cadre du changement climatique Olivier Boucher, Met Office Hadley Centre (détachement CNRS)
Rencontre CNES "Espace et changement climatique" - 4 juillet 2008
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ContributionsCathy Clerbaux, Service d’AéronomieCyril Crevoisier, Laboratoire de Météorologie DynamiqueEt l’équipe IASI
Didier Tanré, Laboratoire d’Optique AtmosphériqueFrédéric Parol, Laboratoire d’Optique AtmosphériqueEt l’équipe PARASOL
Helène Chepfer, Laboratoire de Météorologie DynamiqueSandrine Bony, Laboratoire de Météorologie Dynamique
Jean-Jacques Morcrette, ECMWFEt l’équipe GEMS-aerosol
Peter Thorne, Met OfficeAlejandro Bodas-Salcedo, Met OfficeMark Ringer, Met Office
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Modèle de prévision numérique
du temps
Modèle de climat et de
système Terre
«Se
amle
ss p
redi
ctio
n»
Prévision immédiate
Prévision à court terme
Prévision à moyen terme
Prévision étendue
Prévision saisonnière
Prévision décennale
Satellite opérationnel
dédié « météo »
Satelliterecherche
dédié « météo »
Satelliteopérationnel
dédié « climat »
Satelliterecherche
dédié « climat »
Prévision centennale
Modèle océan - atmosphère
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Observations spatiales et climat
Climatologie (par ex. nuages)
Détection de tendances (par ex. T)
Compréhension des processus
Evaluation des modèles de climat
Surveillance de la composition chimique de l’atmosphère
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Surveillance des températures à partir des observations satellitaires et des radiosondes
NOAA (Advanced) Microwave Sounding Unit products (from UAH and RSS) show the potential benefits that a long-term space commitment can have and compliment in-situ measures.
P. Thorne, Met Office
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PARASOL - Phase thermodynamique des nuagesFraction de nuages d’eau liquide (moyenne saisonnière)PARASOL - Phase thermodynamique des nuagesFraction de nuages d’eau liquide (moyenne saisonnière)
LOA/CNRS/USTL
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LIDARO2RayleighCO2 / IR
CALIOP
CLOUDSAT
Distribution verticale des nuages - Altitude du sommet
LOA/CNRS/USTL
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CICCS(CFMIP ISCCP/CloudSat/CALIPSO Simulator)
CICCS MAIN SCOPS SG
PRECIPCICCS SUB-GRID
CLOUDSAT
(Haynes et al, BAMS, 2007)
CALIPSO
(Chiriaco et al., MWR, 2006; Chepfer et al., GRL, 2008)
SUMMARY STATISTICS
•Software aimed to facilitate the exploitation of CloudSat and CALIPSO data in numerical models. ISCCP to be added in the near future.•Modular structure:
•Several centres involved:•Met Office Hadley Centre, LLNL/PCMDI, LMD/IPSL, CSU, Univ. Washington•http://www.cfmip.net
M. Webb, Met Office
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ISCCP simulator – High cloud in HadGEM1 and HadCM3
M. Ringer, Met Office
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Comparaison CALIOP / LMDz-GCM
GCM GCM + SIMULATOR CALIOP / GOCCP
CLOUD FRACTION
LOW
MID
HIGH
JFM
H. Chepfer, LMD
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Fréquence d’occurrence des hydrométeores
(Bodas-Salcedo et al., JGR, submitted)
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Cas d’étude du 26/02/2007
Effective Reflectivity Factor (dBZe)V
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PARASOL - Epaisseur optique des aérosolsPARASOL - Epaisseur optique des aérosols
LOA/CNRS/USTL
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Comparaison MODIS-PARASOL
Fine AOT
Total AOT
LOA/CNRS/USTL
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MODIS
IFS
80°S80°S
70°S 70°S
60°S60°S
50°S 50°S
40°S40°S
30°S 30°S
20°S20°S
10°S 10°S
0°0°
10°N 10°N
20°N20°N
30°N 30°N
40°N40°N
50°N 50°N
60°N60°N
70°N 70°N
80°N80°N
160°W
160°W 140°W
140°W 120°W
120°W 100°W
100°W 80°W
80°W 60°W
60°W 40°W
40°W 20°W
20°W 0°
0° 20°E
20°E 40°E
40°E 60°E
60°E 80°E
80°E 100°E
100°E 120°E
120°E 140°E
140°E 160°E
160°E
exlz TotTau: SS3b+DU3b+2OM+2BC+1SU: GFEDv2_8dTuesday 1 July 2003 00UTC ECMWF Forecast t+12 VT: Tuesday 1 July 2003 12UTC Model Level 1 **
00.10.170.250.320.390.460.540.610.680.750.830.93
July 2003
J.-J. Morcrette, ECMWF
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Comparaison en temps réel de la prévision avec AERONET
Sep’2007
Near-real time FC at TL159 L91
Bias
r.m.s. error
675 nm
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Evaluation of GEMS aerosol model with aerosol data retrieved fromSEVIRI – Case study 1: 04.03.2004
SEVIRI 1330UT
MODIS (Terra) 1155UT
© Alexander Mangold, KMI-IRM, SEVIRI retrievals from Steven Dewitte
© Crown copyright Met OfficeECMWF model FC only at TL159 L91
Modis Aqua
38OW 40OW 42OW 44OW 46OW 48OW 50OW 52OW 54OW30OS 20OS 10OS 0O 10ON 20ON 30ON 40ON
1000900
800
700
600
500
400
300
200
100
100
100
100
100
100
200
200
300
Cloud fraction (blue lines) and Aerosols (grey lines and coulour dots): eybt TL159 L91 20070624_12+06h
20
50
100
150
200
250
300
350
400
427.4
30°S 30°S
20°S20°S
10°S 10°S
0°0°
10°N 10°N
20°N20°N
30°N 30°N
40°N40°N
40°W
40°W
0
0.1
0.17
0.25
0.32
0.39
0.46
0.54
0.61
0.68
0.75
0.83
0.9
3
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Apport majeur de MetOp/IASI à l’étude du climat
1. Une continuité des mesures passées et futures.longues séries temporelles de variables climatiques
2. Un suivi de nouvelles variables climatiques.
Aérosols (AOD, altitude, jour/nuit)
Gaz à effet de serre Obs. simultanée de CO2, CH4, N2O
Surfaces continentales :température et émissivité
Nuages(propriétés microphysiques)
Depuis 2006MetOp/IASIAqua/AIRS
Depuis 2002NOAA/TOVS
1978-1999NOAA/ATOVS
1999-2005MetOp B et C
Altitude dust - Juin
max. value :~ 3926 m
CO2
CO
CH4surface
H2OO3
N2O
wavenumber (cm-1)Sens
ibilt
éca
naux
(K)
C. Crevoisier, LMD
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Total col. COTotal col. CH4Total and tropo O3
Operational trace gas retrieval from IASI/METOP
Crédit Cathy Clerbaux
Service d’Aéronomie/CNRS
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Carbon monoxide (CO) – Fires
Greece, 25-28 August 2007
NH3 C2H4CH3OH
CO
Credit P. Coheur (ULB)
Credit D. Hurtmans, S. Turquety (ULB, SA)
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Sulfur dioxyde (SO2) – volcano plumes
Jebel at-Tair (Red sea), 1 October 2007
Credit L. Clarisse (ULB)
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Conclusions
• Les observations satellitaires sont indispensables àl’étude du climat.
• On observe une intégration croissante avec les modèles et les mesures in-situ.
• La cohérence et la continuité des missions sont primordiales pour la surveillance de l’environnement.