Modélisation du rayonnement polarisé dans une atmosphère absorbante et diffusante (application aux corrections atmosphériques au dessus de l'océan)

Un code de transfert radiatif a été mis au point pour modéliser l'intensité et l'état de polarisation du rayonnement atmosphérique reçu par un capteur, au-dessus de l'océan. L'originalité de ce code est de prendre en compte la diffusion des molécules, aérosols et nuages, l'absorption gazeuse, les réflexions sur le dioptre air/eau et surtout leurs interactions. Les luminances et les flux sont simulés à haute ou moyenne résolution spectrale, de l'ultra-violet à l'infrarouge (0.2-100 m). Dans cette thèse, le code a été utilisé pour les corrections atmosphériques en " couleur de l'eau ", mais peut être également employé pour l'étude des aérosols ou nuages. Une première application a montré que la distribution verticale des diffusants atmosphériques (aérosols) a un impact important sur l'estimation de la concentration en chlorophylle. Une méthode a été proposée pour estimer l'altitude d'une couche d'aérosols à partir de mesures dans la bande d'absorption de l'oxygène. Cette méthode, appliquées aux données POLDER, a une précision théorique de l'ordre de 0.5 km. Une seconde application a porté sur l'analyse du signal polarisé rétrodiffusé par l'océan. Les taux de polarisation estimés à partir de mesures POLDER-2 à 670nm sont en accord avec la théorie. Les estimations obtenues pour les eaux turbides du panache de l'Amazone sont faibles (10%) ; celles obtenues au large de la Finlande, caractérisées par un bloom de coccolithophoridés, sont plus élevées (20 à 50%). L'étude a montré que la mesure depuis l'espace du taux de polarisation permet de caractériser les particules en suspension, opur de faibles épaisseurs optiques d'aérosols et un signal marin de forte intensité.BOULOGNE-BU Droit Lettres (621602101) / SudocSudocFranceF

Modélisation du rayonnement polarisé dans une atmosphère absorbante et diffusante (application aux corrections atmosphériques au dessus de l'océan)

Un code de transfert radiatif a été mis au point pour modéliser l'intensité et l'état de polarisation du rayonnement atmosphérique reçu par un capteur, au-dessus de l'océan. L'originalité de ce code est de prendre en compte la diffusion des molécules, aérosols et nuages, l'absorption gazeuse, les réflexions sur le dioptre air/eau et surtout leurs interactions. Les luminances et les flux sont simulés à haute ou moyenne résolution spectrale, de l'ultra-violet à l'infrarouge (0.2-100 m). Dans cette thèse, le code a été utilisé pour les corrections atmosphériques en " couleur de l'eau ", mais peut être également employé pour l'étude des aérosols ou nuages. Une première application a montré que la distribution verticale des diffusants atmosphériques (aérosols) a un impact important sur l'estimation de la concentration en chlorophylle. Une méthode a été proposée pour estimer l'altitude d'une couche d'aérosols à partir de mesures dans la bande d'absorption de l'oxygène. Cette méthode, appliquées aux données POLDER, a une précision théorique de l'ordre de 0.5 km. Une seconde application a porté sur l'analyse du signal polarisé rétrodiffusé par l'océan. Les taux de polarisation estimés à partir de mesures POLDER-2 à 670nm sont en accord avec la théorie. Les estimations obtenues pour les eaux turbides du panache de l'Amazone sont faibles (10%) ; celles obtenues au large de la Finlande, caractérisées par un bloom de coccolithophoridés, sont plus élevées (20 à 50%). L'étude a montré que la mesure depuis l'espace du taux de polarisation permet de caractériser les particules en suspension, opur de faibles épaisseurs optiques d'aérosols et un signal marin de forte intensité.BOULOGNE-BU Droit Lettres (621602101) / SudocSudocFranceF

Effect of inherent optical properties variability on the chlorophyll retrieval from ocean color remote sensing: an in situ approach

The impact of the inherent optical properties (IOP) variability on the chlorophyll, Chl, retrieval from ocean color remote sensing algorithms is analyzed from an in situ data set covering a large dynamic range. The effect of the variability of the specific phytoplankton absorption coefficient, a(phy)/Chl, specific particulate backscattering coefficient, b(bp)/Chl, and colored detrital matter absorption to non-water absorption ratio, a(cdm)/a(nw), on the performance of standard operational algorithms is examined. This study confirms that empirical algorithms are highly dependent on the specifics IOP values (especially b(bp)/Chl and a(cdm)/a(nw)): Chl is over-estimated in waters with specific IOP values higher than averaged values, and vice versa. These results clearly indicate the necessity to account for the influence of the specific IOP variability in Chl retrieval algorithms

Biochemical dataset collected during the Peacetime cruise

The general objective of the PEACETIME cruise is to study the fundamental processes and their interactions at the ocean-atmosphere interface, occurring after atmospheric deposition (especially Saharan dust) in the Mediterranean Sea, and how these processes impact the functioning of the pelagic ecosystem. During the proposed 33 days cruise in the western and central Mediterranean Sea in May 2017, we will study the impact of atmospheric deposition on the cycles of chemical elements, on marine biogeochemical processes and fluxes, on marine aerosols emission and how ongoing changes will impact the functioning of Mediterranean Sea communities in the future. The cruise is designed to explore a variety of oligotrophic regimes. Combining in situ observations both in the atmosphere and the ocean, and in situ and minicosm-based on-board process studies, the 40 embarking scientists from atmosphere and ocean sciences will characterize the chemical, biological and physical/optical properties of both the atmosphere and the sea-surface microlayer, mixed layer and deeper waters. The PEACETIME strategy (season and cruise track) associated to a combination of dust transport forecasting tools and near real-time satellite remote sensing is designed to maximize the probability to catch a Saharan dust deposition event in a stratified water column in order to follow the associated processes in-situ. This coordinated multidisciplinary effort will allow us to fill the current weaknesses/lacks in our knowledge of atmospheric deposition impact in the ocean and feedbacks to the atmosphere in such oligotrophic systems. As a key joint-project between MERMEX and CHARMEX : The PEACETIME project comes in the scope of the regional multidisciplinaryprogramme MISTRALS (Mediterranean Integrated STudies at Regional And Local Scales ), which aims at predicting the evolution of this region following strong expected changes in climate and human pressures. In this framework, the PEACETIME project constitutes a key joint project between the ChArMEx (the Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment) and MERMEx (Marine Ecosystems Response in the Mediterranean Experiment) initiatives, enabling to gather communities of atmospheric chemists and marine biogeochemists around the common question of assessing the impact of atmospheric deposition on the marine biogeochemical processes and air-sea exchanges.Peer reviewe