Paramétrisation des modèles de transfert radiatif libRadtran et SMARTS

 l’angle zénithal solaire θS, calculé par l’algorithme SG2 de Blanc et Wald (2012) ;

 la longueur d’onde λ souhaitée pour les calculs des luminances ou des éclairements monochromatiques ;

 l’AOD τa,λ à la longueur d’onde définie par (ii), et évalué en utilisant la loi d’Ångström sur les

mesures d’AOD d’AERONET ;

 pour le lieu et la période d’étude considérés, le profil atmosphérique (i.e. les profils verticaux de température, de pression, de densité et de volume des mélanges gazeux). Le profil « mid-latitude summer » proposé par Anderson et al. (1986) a été choisi ;

 le contenu total en vapeur d’eau issu d’AERONET DSA Level 2.0 ;

 l’altitude au-dessus du niveau de la mer du site considéré : 7 m;

 le solveur choisi pour la résolution des équations de transfert radiatif : DISORT ;

 la valeur moyenne pour le SSA des aérosols ωa,λ à la longueur d’onde définie par (ii) a été utilisée ;  les moments de Legendre calculés à partir des PFCN des aérosols Pa,λ à la longueur d’onde définie

par (ii) et issues d’AERONET Inversion ;

 la définition des angles zénithaux θ des éléments de ciel considérés sur l’intervalle [θS − 6°, θS + 6°]

par pas de 0.0217° ;

 la définition des angles azimutaux φ des éléments de ciel considérés sur l’intervalle [φS − 6°, φS + 6°]

par pas de 0.0217° ;

 l’éclairement monochromatique hors atmosphère atlas_plus_modtran ;

 le jour de l’année (i.e. de 1 à 365) afin de corriger les éclairements hors-atmosphère de la distance Terre-Soleil ;

 le nombre de directions pour lesquelles la luminance est effectivement calculée par DISORT (streams) : 16 ;

2.4. Modélisation des rayonnements directs et circumsolaires 23

Pour libRadtran, si seul le facteur d’asymétrie est défini –et pas les moments de Legendre–, la fonction HG est alors utilisée. Par ailleurs, si les paramètres de SSA et de PFCN ne sont pas définis en entrée, ils peuvent être évalués automatiquement en précisant le type d’aérosol dans la librairie OPAC (Hess et al., 1998 ; Mayer et Kylling, 2005).

Pour le code de transfert radiatif SMARTS, les entrées sont organisées en 17 « cartes » (Gueymard, 2006). Dans l’ordre, ces 17 « cartes » sont les suivants :

 Carte 1 - COMNT : commentaires ;

 Carte 2 - ISPR: pression atmosphérique au niveau du site.

ISPR=2 : variable déterminée par la latitude du point considéré, l’altitude du sol au-dessus du niveau de la mer et l’élévation du site de mesure au-dessus du sol;

 Carte 3 - IATMOS : profil atmosphérique.

IATMOS=1 : correspond au profil choisi ici : ‘MLS’ « mid-latitude summer » (comme pour libRadtran) ;

 Carte 4 - IH2O: contenu total en vapeur d’eau.

IH2O=0 : variable renseignée par les mesures d’AERONET DSA Level 2.0 ;

 Carte 5 - IO3: contenu total en ozone.

IO3=1 : paramètre choisi par défaut compte tenu du profil atmosphérique choisi ;

 Carte 6 - IGAS: absorption gazeuse et la pollution atmosphérique. IGAS=1 : paramètre défini par défaut ;

 Carte 7 - qCO2: concentration volumique en dioxyde de carbone. valeur par défaut qCO2 = 370 (ppmv) ;

 Carte 7a - ISPCTR: éclairement monochromatique hors atmosphère.

ISPCTR=4 correspondant au fichier MODTRAN « Spctrm_4.dat », le plus proche de celui utilisé par libRadtran ;

 Carte 8 - AEROS: modèle d’aérosol. AEROS=‘DESERT_MAX’

ou, selon les cas, AEROS=’USER’

- Carte 8a – ALPHA1, ALPHA2, OMEGL, GG : paramètres des aérosols.

ALPHA1 : exposant d’Ångström pour des longueurs d’onde inférieures à 500 nm ; ALPHA2 : exposant d’Ångström pour des longueurs d’onde supérieure à 500 nm ; OMEGL : SSA total des aérosols ωa ;

GG : facteur d’asymétrie total g.

Les paramètres d’Ångström ALPHA1 et ALPHA2 sont calculés à partir de la loi d’Ångström appliquée aux mesures d’AOD monochromatiques d’AERONET. Par ailleurs, SMARTS nécessite un SSA ωa et un facteur d’asymétrie g totaux et non pas

24 Chapitre 2 – Résumé étendu

monochromatiques. Ces paramètres totaux n’étant pas disponibles avec les mesures in-situ, les mesures de facteurs monochromatiques d’asymétrie et la valeur moyenne de SSA à 670 nm issues d’AERONET Inversion ont été utilisées ;

 Carte 9 - ITURB: turbidité. ITURB=5 : AOD à 550 nm

- Carte 9a : l’AOD τa,λ=550 nm à 550 nm est défini à partir de la loi d’Ångström appliqué aux

AOD monochromatiques d’AERONET ;

 Carte 10 - IALBDX : albédo du sol. IALBDX = -1 : albédo total.

- Carte 10a – RHOX : albédo total de type lambertien et pris par défaut à 0.3.

 Carte 11 - WLMN, WLMX, SUNCOR, SOLARC

WLMN, WLMX : valeur minimale et maximale des longueurs d’onde considérées pour les calculs de transfert radiatif. Ces extrema ont été définis respectivement à 280 nm et 4000 nm ;

SUNCOR : facteur de correction liée à la distance Terre-Soleil calculé par l’algorithme SG2 de Blanc et Wald (2012) ;

SOLARC : constante solaire (i.e. moyenne annuelle de l’éclairement solaire hors atmosphère en incidence normale) définie à 1367 W m−2 ;

 Carte 12 - IPRT: paramètre permettant de définir le type de sortie « totale » ou « monochromatique » de SMARTS

IPRT=0 pour un calcul des éclairements totaux.

IPRT=3 pour un calcul des éclairements monochromatiques

- Carte 12a - WPMN, WPMX, INTVL : valeurs minimales, maximales et pas des longueurs d’onde (nm) pour le calcul des éclairements monochromatiques. Pour un calcul à la longueur d’onde 670 nm uniquement, WPMN= WPMN=670 et INTVL=1 ;

 Carte 13 - ICIRC: option de SMARTS pour le calcul des éclairements circumsolaires. ICIRC=1

- Carte 13a - SLOPE, APERT, LIMIT: respectivement ldemi-angle de pente εS, demi-angle

d’ouverture α et demi-angle limite εL du pyrhéliomètre considéré ;

 Carte 14 - ISCAN: option non utilisée permettant le calcul d’éclairement sur des domaines spectraux, avec des sensibilités monochromatiques spécifiques. ISCAN=0 ;

 Carte 15 - ILLUM: option pour le calcul des éclairements lumineux, non utilisée ici. ILLUM=0 ;

 Carte 16 - IUV: option pour le calcul des éclairements dans le domaine de l’UV, non utilisée ici. IUV=0 ;

 Carte 17 - IMASS: option pour la détermination de la position du Soleil et de la masse de l’air m. IMASS=0