Effective surface albedo due to snow cover of the surrounding area

Albedo inversion techniques are investigated in this work. Several methods are applied to spectral irradiance data from a measurement campaign held in the German Alps during the spring of 1999. One first method is based on the comparison of measurements of absolute levels of UV irradiance with model calculations. The second method takes advantage of changes in the spectral slope of spectral UV irradiance, which is a function of the surface albedo. In the third method, the surrounding area is partitioned into snow-covered and snow-free regions, and the effective albedo estimated by applying a higher or lower reflectivity to each facet before integrating over the surroundings. We present sensitivity analysis, the differences and the correlations between the various methods as well as the results for the different locations

Exposition UV spectrale (instrumentation et modélisation)

GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF

Spectroradiométrie du rayonnement solaire UV (mesures et analyses)

Le rayonnement solaire atteignant le sol a un impact important sur le monde du vivant (animal et végétal) ; ses effets sont d'autant plus importants que les photons incidents sont plus énergétiques (courtes longueurs d'onde). Le rayonnement UV solaire atteignant le sol ne représente environ que 5% du rayonnement solaire total mais à ces courtes longueurs d'onde, son efficacité biologique est importante. L'ozone, situé pour 90% dans la stratosphère entre 15 et 40 km d'altitude, constitue une véritable barrière du rayonnement. Une diminution de la quantité d'ozone stratosphérique est observée aux latitudes moyennes induisant une augmentation du rayonnement UV B. Divers réseaux de surveillance du rayonnement solaire UV B se mettent en place à travers le monde, avec pour but de mesurer cette évolution. L'ozone n'est pas le seul élément modulant la quantité d'UV B et par conséquent la puissance érythémale. L'altitude et l'enneigement ont aussi un rôle important. L'objectif de cette thèse est de créer deux stations de mesures automatisées du rayonnement UV et d'initier une analyse des paramètres qui influent sur ce rayonnement. Nous présentons les instruments utilisés et leurs caractéristiques techniques, et plus particulièrement celles du second spectroradiomètre développé au cours de cette thèse. Nous présentons également les méthodes et protocoles utilisés pour garantir la qualité des mesures. Après validation des instruments, nous avons débuté les mesures automatisées du rayonnement UV dans deux stations: la première à Villeneuve d'Ascq (59), et une seconde à Villard Saint Pancrace (05). A partir des mesures des éclairements spectriques UV, nous déterminons la colonne totale d'ozone. Par comparaison des mesures à des modèles d'éclairements, nous avons également évalué la réflectance d'un sol enneigé en milieu alpin. Cette thèse s'inscrit dans le cadre des projets européens SUVDAMA et CUVRALILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Variability of UV irradiance in Europe

The diurnal and annual variability of solar UV radiation in Europe is described for different latitudes, seasons and different biologic weighting functions. For the description of this variability under cloudless skies the widely used onedimensional version of the radiative transfer model UVSPEC is used. We reconfirm that the major factor influencing the diurnal and annual variability of UV irradiance is solar elevation. While ozone is a strong absorber of UV radiation its effect is relatively constant when compared with the temporal variability of clouds. We show the significant role that clouds play in modifying the UV climate by analyzing erythemal irradiance measurements from 28 stations in Europe in summer. On average, the daily erythemal dose under cloudless skies varies between 2.2 kJ m-2 at 70N and 5.2 kJ m-2 at 35N, whereas these values are reduced to 1.5–4.5 kJ m-2 if clouds are included. Thus clouds significantly reduce the monthly UV irradiation, with the smallest reductions, on average, at lower latitudes, which corresponds to the fact that it is often cloudless in the Mediterranean area in summer